不能使用枚举类作为 unordered_map 键

Question

我有一个包含枚举类的类。

class Shader {
public:
    enum class Type {
        Vertex   = GL_VERTEX_SHADER,
        Geometry = GL_GEOMETRY_SHADER,
        Fragment = GL_FRAGMENT_SHADER
    };
    //...

然后，当我在另一个类中实现以下代码时...

std::unordered_map<Shader::Type, Shader> shaders;

...我得到一个编译错误。

...usr/lib/c++/v1/type_traits:770:38: 
Implicit instantiation of undefined template 'std::__1::hash<Shader::Type>'

是什么导致了这里的错误？

Answer 1

我使用函子对象计算enum class的哈希：

struct EnumClassHash
{
    template <typename T>
    std::size_t operator()(T t) const
    {
        return static_cast<std::size_t>(t);
    }
};

现在您可以将它用作std::unordered_map 的第三个模板参数：

enum class MyEnum {};

std::unordered_map<MyEnum, int, EnumClassHash> myMap;

所以你不需要提供std::hash 的特化，模板参数推导就可以了。此外，您可以使用单词using 并创建自己的unordered_map，使用std::hash 或EnumClassHash，具体取决于Key 类型：

template <typename Key>
using HashType = typename std::conditional<std::is_enum<Key>::value, EnumClassHash, std::hash<Key>>::type;

template <typename Key, typename T>
using MyUnorderedMap = std::unordered_map<Key, T, HashType<Key>>;

现在您可以将MyUnorderedMap 与enum class 或其他类型一起使用：

MyUnorderedMap<int, int> myMap2;
MyUnorderedMap<MyEnum, int> myMap3;

理论上，HashType 可以使用std::underlying_type，然后EnumClassHash 就没有必要了。可能是这样的，但我还没有尝试过：

template <typename Key>
using HashType = typename std::conditional<std::is_enum<Key>::value, std::hash<std::underlying_type<Key>::type>, std::hash<Key>>::type;

如果使用std::underlying_type 有效，那么对于标准来说可能是一个很好的提议。

Answer 2

这被认为是标准中的一个缺陷，并在 C++14 中得到了修复：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-defects.html#2148

这已在自 6.1 起随 gcc 一起发布的 libstdc++ 版本中得到修复：https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=60970。

2013 年在 clang 的 libc++ 中修复：http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/cfe-commits/Week-of-Mon-20130902/087778.html

Answer 3

一个非常简单的解决方案是提供一个像这样的哈希函数对象：

std::unordered_map<Shader::Type, Shader, std::hash<int> > shaders;

这就是枚举键的全部内容，无需提供 std::hash 的特化。

Answer 4

将此添加到定义 MyEnumClass 的标题中：

namespace std {
  template <> struct hash<MyEnumClass> {
    size_t operator() (const MyEnumClass &t) const { return size_t(t); }
  };
}

Answer 5

正如 KerrekSB 指出的那样，如果您想使用 std::unordered_map，则需要提供 std::hash 的专门化，例如：

namespace std
{
    template<>
    struct hash< ::Shader::Type >
    {
        typedef ::Shader::Type argument_type;
        typedef std::underlying_type< argument_type >::type underlying_type;
        typedef std::hash< underlying_type >::result_type result_type;
        result_type operator()( const argument_type& arg ) const
        {
            std::hash< underlying_type > hasher;
            return hasher( static_cast< underlying_type >( arg ) );
        }
    };
}

Answer 6

当您使用std::unordered_map 时，您知道您需要一个哈希函数。对于内置或STL 类型，有可用的默认值，但不适用于用户定义的。如果你只需要一张地图，何不试试std::map？

Answer 7

试试

std::unordered_map<Shader::Type, Shader, std::hash<std::underlying_type<Shader::Type>::type>> shaders;