C++：shared_ptr 作为 unordered_set 的键答案

【问题标题】：C++: shared_ptr as unordered_set's keyC++：shared_ptr 作为 unordered_set 的键
【发布时间】：2011-06-19 19:51:37
【问题描述】：

考虑下面的代码

#include <boost/unordered_set.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/make_shared.hpp>

int main()
{
    boost::unordered_set<int> s;
    s.insert(5);
    s.insert(5);
    // s.size() == 1 

    boost::unordered_set<boost::shared_ptr<int> > s2;
    s2.insert(boost::make_shared<int>(5));
    s2.insert(boost::make_shared<int>(5));
    // s2.size() == 2
}

问题是：为什么 s2 的大小是 2 而不是 1？我很确定它一定与哈希函数有关。我尝试查看 boost 文档并在没有运气的情况下使用哈希函数。

想法？

【问题讨论】：

标签： boost shared-ptr hash-function unordered-set

【解决方案1】：

make_shared 分配一个新的int，并在其周围包裹一个shared_ptr。这意味着您的两个shared_ptr<int>s 指向不同的内存，并且由于您正在创建一个以指针值为键的哈希表，它们是不同的键。

出于同样的原因，这将导致大小为 2：

boost::unordered_set<int *> s3;
s3.insert(new int(5));
s3.insert(new int(5));
assert(s3.size() == 2);

在大多数情况下，您可以将shared_ptrs 视为指针，包括用于比较，但自动销毁除外。

您可以定义自己的哈希函数和比较谓词，并将它们作为模板参数传递给unordered_map，不过：

struct your_equality_predicate
    : std::binary_function<boost::shared_ptr<int>, boost::shared_ptr<int>, bool>
{
    bool operator()(boost::shared_ptr<int> i1, boost::shared_ptr<int> i2) const {
        return *i1 == *i2;
    }
};

struct your_hash_function
    : std::unary_function<boost::shared_ptr<int>, std::size_t>
{
    std::size_t operator()(boost::shared_ptr<int> x) const {
        return *x; // BAD hash function, replace with somethign better!
    }
};

boost::unordered_set<int, your_hash_function, your_equality_predicate> s4;

但是，出于以下几个原因，这可能不是一个好主意：

x != y 但s4[x] 和s4[y] 是相同的。

如果有人改变了哈希键所指向的值你的哈希值将被破坏！那就是：

boost::shared_ptr<int> tmp(new int(42));
s4[tmp] = 42;
*tmp = 24; // UNDEFINED BEHAVIOR

通常使用哈希函数，您希望密钥是不可变的；无论以后发生什么，它总是比较相同。如果您使用指针，您通常希望指针标识是匹配的，如extra_info_hash[&some_object] = ...；无论some_object 的成员可能是什么，这通常都会映射到相同的哈希值。插入后键是可变的，实际上这样做太容易了，从而导致哈希中的未定义行为。

【讨论】：

好吧，当然。所以我仍然应该能够通过使用（智能）指针来实现相同的语义？这意味着通过以某种特定方式定义散列函数，大小将是 1 而不是 2。我该怎么做？

【解决方案2】：

请注意，在 Boost boost::shared_ptr 的默认 hash_value 是其布尔值 true 或 false。对于不是 NULL 的任何 shared_ptr，hash_value 的计算结果为 1（一），如 (bool)shared_ptr == true。

换句话说，如果您使用的是 Boost 将哈希集降级为链表。

这在 Boost 1.47.0 中已修复，请参阅 https://svn.boost.org/trac/boost/ticket/5216。

如果您使用std::shared_ptr，请定义您自己的哈希函数，或使用Boost >= 1.51.0 中的boost/functional/hash/extensions.hpp

【讨论】：

【解决方案3】：

如您所见，插入s2 的两个对象是不同的。

【讨论】：