当使用向量作为键时，C++ unordered_map 失败

Question

背景：我来自 Java 世界，对 C++ 或 Qt 还很陌生。

为了玩 unordered_map，我写了以下简单的程序：

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <unordered_map>

using std::string;
using std::cout;
using std::endl;
typedef std::vector<float> floatVector;

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    
    floatVector c(10);
    floatVector b(10);
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        c[i] = i + 1;
        b[i] = i * 2;
    }
    
    std::unordered_map<floatVector, int> map;
    
    map[b] = 135;
    map[c] = 40;
    map[c] = 32;
  
    std::cout << "b -> " << map[b] << std::endl;
    std::cout << "c -> " << map[c] << std::endl;
    std::cout << "Contains? -> " << map.size() << std::endl;
    
    return a.exec();
}

不幸的是，我遇到了以下不鼓舞人心的错误。连行号都没有。

:-1: 错误：collect2: ld 返回 1 个退出状态

知道问题的根源吗？

Answer 1

§23.2.5，第 3 段，说：

每个无序关联容器都由 Key、满足哈希要求 (17.6.3.4) 的函数对象类型 Hash 参数化，并充当 Key 类型的参数值的哈希函数，以及二元谓词Pred 对Key 类型的值产生等价关系。

将vector<float> 用作Key 并且不提供显式哈希和等价谓词类型意味着将使用默认的std::hash<vector<float>> 和std::equal_to<vector<float>>。

等价关系的std::equal_to 很好，因为向量有一个运算符==，这就是std::equal_to 使用的。

但是，没有std::hash<vector<float>> 专门化，这可能就是您没有向我们显示的链接器错误所说的。您需要提供自己的哈希器才能使其正常工作。

编写此类哈希的一种简单方法是使用boost::hash_range：

template <typename Container> // we can make this generic for any container [1]
struct container_hash {
    std::size_t operator()(Container const& c) const {
        return boost::hash_range(c.begin(), c.end());
    }
};

然后你可以使用：

std::unordered_map<floatVector, int, container_hash<floaVector>> map;

当然，如果您需要在映射中使用不同的相等语义，则需要适当地定义散列和等价关系。

---

1。但是，对无序容器进行哈希处理时要避免这种情况，因为不同的顺序会产生不同的哈希值，并且无序容器中的顺序是不能保证的。

Answer 2

我发现 R. Martinho Fernandes 的答案不适合竞争性编程，因为大多数时候您必须处理提供的 IDE 并且不能使用外部库，例如 boost。如果您想充分利用 STL，可以使用以下方法。

如上所述，您只需要编写一个哈希函数。它应该专门用于存储在向量中的数据类型。下面的散列函数假设int 类型数据：

struct VectorHasher {
    int operator()(const vector<int> &V) const {
        int hash = V.size();
        for(auto &i : V) {
            hash ^= i + 0x9e3779b9 + (hash << 6) + (hash >> 2);
        }
        return hash;
    }
};

请注意，您可以使用任何类型的操作来生成哈希。您只需要发挥创造力，就可以最大限度地减少冲突。例如，hash^=V[i]、hash|=V[i]、hash+=V[i]*V[i] 甚至 hash+=(V[i]<<i)*(V[i]<<i)*(V[i]<<i) 都是有效的，当然，您的哈希不会溢出。

最后要将此哈希函数与您的unordered_map 一起使用，请按如下方式对其进行初始化：

unordered_map<vector<int>,string,VectorHasher> hashMap;