如何在 C++0x 中组合哈希值？

Question

C++0x 添加hash<...>(...)。

我找不到hash_combine 函数，如boost 中所示。实现这样的事情的最干净的方法是什么？也许，使用 C++0x xor_combine？

Answer 1

好吧，就像提拔的人那样做：

template <class T>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v)
{
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
}

Answer 2

我将在这里分享它，因为它对寻找此解决方案的其他人有用：从 @KarlvonMoor 答案开始，这是一个可变参数模板版本，如果你必须这样做，它的用法会更简洁将多个值组合在一起：

inline void hash_combine(std::size_t& seed) { }

template <typename T, typename... Rest>
inline void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v, Rest... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
    hash_combine(seed, rest...);
}

用法：

std::size_t h=0;
hash_combine(h, obj1, obj2, obj3);

这最初是为了实现一个可变参数宏来轻松地使自定义类型可散列（我认为这是hash_combine 函数的主要用途之一）：

#define MAKE_HASHABLE(type, ...) \
    namespace std {\
        template<> struct hash<type> {\
            std::size_t operator()(const type &t) const {\
                std::size_t ret = 0;\
                hash_combine(ret, __VA_ARGS__);\
                return ret;\
            }\
        };\
    }

用法：

struct SomeHashKey {
    std::string key1;
    std::string key2;
    bool key3;
};

MAKE_HASHABLE(SomeHashKey, t.key1, t.key2, t.key3)
// now you can use SomeHashKey as key of an std::unordered_map

Answer 3

几天前我想出了this answer的稍微改进的版本（需要C++ 17支持）：

template <typename T, typename... Rest>
void hashCombine(uint& seed, const T& v, Rest... rest)
{
    seed ^= ::qHash(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (hashCombine(seed, rest), ...);
}

上面的代码在代码生成方面更好。我在代码中使用了来自 Qt 的 qHash 函数，但也可以使用任何其他哈希器。

Answer 4

这也可以通过使用可变参数模板来解决，如下所示：

#include <functional>

template <typename...> struct hash;

template<typename T> 
struct hash<T> 
    : public std::hash<T>
{
    using std::hash<T>::hash;
};


template <typename T, typename... Rest>
struct hash<T, Rest...>
{
    inline std::size_t operator()(const T& v, const Rest&... rest) {
        std::size_t seed = hash<Rest...>{}(rest...);
        seed ^= hash<T>{}(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
        return seed;
    }
};

用法：

#include <string>

int main(int,char**)
{
    hash<int, float, double, std::string> hasher;
    std::size_t h = hasher(1, 0.2f, 2.0, "Hello World!");
}

当然可以创建一个模板函数，但这可能会导致一些讨厌的类型推断，例如hash("Hallo World!") 将在指针上而不是在字符串上计算哈希值。这可能是标准使用结构的原因。

Answer 5

answer by vt4a2h 确实不错，但使用 C++17 折叠表达式，并不是每个人都能轻松切换到更新的工具链。下面的版本使用扩展技巧来模拟折叠表达式，并且在 C++11 和 C++14 中也可以使用。

此外，我标记了函数inline，并对可变参数模板参数使用完美转发。

template <typename T, typename... Rest>
inline void hashCombine(std::size_t &seed, T const &v, Rest &&... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (int[]){0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)...};
}

Live example on Compiler Explorer

Answer 6

我真的很喜欢 answer by vt4a2h 中的 C++17 方法，但是它存在一个问题：Rest 是按值传递的，而通过 const 引用传递它们会更可取（即如果它可以与仅移动类型一起使用，则必须这样做）。

这是改编后的版本，它仍然使用fold expression（这就是它需要C++17或更高版本的原因）并使用std::hash（而不是Qt哈希函数）：

template <typename T, typename... Rest>
void hash_combine(std::size_t& seed, const T& v, const Rest&... rest)
{
    seed ^= std::hash<T>{}(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2);
    (hash_combine(seed, rest), ...);
}

为了完整起见：所有可用于此版本的hash_combine 的类型都必须将template specialization 用于hash 注入std 命名空间。

例子：

namespace std // Inject hash for B into std::
{
    template<> struct hash<B>
    {
        std::size_t operator()(B const& b) const noexcept
        {
            std::size_t h = 0;
            cgb::hash_combine(h, b.firstMember, b.secondMember, b.andSoOn);
            return h;
        }
    };
}

因此，上面示例中的类型 B 也可以在另一个类型 A 中使用，如以下用法示例所示：

struct A
{
    std::string mString;
    int mInt;
    B mB;
    B* mPointer;
}

namespace std // Inject hash for A into std::
{
    template<> struct hash<A>
    {
        std::size_t operator()(A const& a) const noexcept
        {
            std::size_t h = 0;
            cgb::hash_combine(h,
                a.mString,
                a.mInt,
                a.mB, // calls the template specialization from above for B
                a.mPointer // does not call the template specialization but one for pointers from the standard template library
            );
            return h;
        }
    };
}

Answer 7

您可以使用我开发的rst C++ 库来做到这一点：

#include "rst/stl/hash.h"

struct Point {
  Point(const int x, const int y) : x(x), y(y) {}

  int x = 0;
  int y = 0;
};

bool operator==(const Point lhs, const Point rhs) {
  return (lhs.x == rhs.x) && (lhs.y == rhs.y);
}

namespace std {

template <>
struct hash<Point> {
  size_t operator()(const Point point) const {
    return rst::HashCombine({point.x, point.y});
  }
};

}

Answer 8

answer by Henri Menke 效果很好，但如果您将警告视为错误，例如：

add_compile_options(-Werror)

GCC 9.3.0 会给出这个错误：

Test.h:223:67: error: ISO C++ forbids compound-literals [-Werror=pedantic]
  223 |     (int[]){0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)...};
      |                                                                  ^
cc1plus: all warnings being treated as errors

我们可以更新代码来避免这样的错误：

template <typename T, typename... Rest>
inline void hashCombine(std::size_t &seed, T const &v, Rest &&... rest) {
    std::hash<T> hasher;
    seed ^= (hasher(v) + 0x9e3779b9 + (seed << 6) + (seed >> 2));
    int i[] = { 0, (hashCombine(seed, std::forward<Rest>(rest)), 0)... };
    (void)(i);
}