hash_map：为什么它定义less，而不是equal_to

Question

C++，使用 Visual Studio 2010。关于为什么hash_map 的用户定义特征实际上需要全排序的问题。

我有一个简单的结构，比如FOO，它只有多个整数。我想使用hash_map，它是一个散列表，其键是无序，来存储FOO 的结构。我只需要快速搜索它的关联值，所以这是一个正确的选择：hash_map<FOO, int32_t>。

但是，我需要为FOO 实现自己的哈希函数和一些比较函数。这是hash_map的定义，取自MSDN：

template <
   class Key, 
   class Type, 
   class Traits=hash_compare<Key, less<Key> >, 
   class Allocator=allocator<pair <const Key, Type> > 
>
class hash_map

原来我需要实现hash_compare函子：

template<class Key, class Traits = less<Key> >
   class hash_compare
   {
   Traits comp;
public:
   const size_t bucket_size = 4;
   const size_t min_buckets = 8;
   hash_compare( );
   hash_compare( Traits pred );
   size_t operator( )( const Key& _Key ) const; // This is a hash function
   bool operator( )(                            // This is an ordering function
      const Key& _Key1,
      const Key& _Key2
   ) const;
   };

这里是来自 MSDN 的 bool operator() 的详细描述：

对于序列中在 _Key2 之前且具有相同散列值（散列函数返回的值）的任何Key 类型的值_Key1，hash_comp(_Key2, _Key1) 为假。该函数必须对 Key 类型的值施加总排序。

hash_compare 提供的函数返回 comp(_Key2, _Key1)，其中 comp 是 Traits 类型的存储对象，您可以在构造对象 hash_comp 时指定该对象。对于默认的 Traits 参数类型 less，排序键的值永远不会减少。

为FOO 编写hash_compare 类很容易。这个问题不是询问如何实现一个类。但是，对我来说，为什么它们的默认 trait 参数为 less<key> 并需要总排序对我来说并不简单。

hash_map 是一个 无序 数据结构。所以，我认为拥有equal_to 或not_equal_to 而不是less 或greater 就足够了。但是，MSDN 的描述明确指出键是有序的，这让我感到困惑。

我是不是误解了hash_map的定义？为什么 STL 的 hash_map 实际上需要它的 key 的命令？

Answer 1

对于序列中在 _Key2 之前的任何类型Key 的值_Key1 并且具有相同的哈希值（值 由散列函数返回），hash_comp(_Key2, _Key1) 为假。该函数必须强加一个 对 Key 类型的值进行总排序。

具有相同哈希值的键的总排序保证了哈希到同一个桶的键的总排序。

这为更有效地执行搜索关键字提供了机会在特定存储桶内 - 例如Θ(log n) 二进制搜索是可能的。如果没有这样的保证排序，最坏的情况（许多不同的键都在同一个桶中，因为它们都散列到相同的值）是 Θ(n)。

Answer 2

您正在查看的hash_map 是 VS2003 中的 Microsoft 扩展，实际上现在在 Visual C++ 中的 stdext 中 - 它不是 STL 的一部分。

std::unordered_map 是关联容器的官方 STL 版本，通过可散列键访问值 - 正如您所期望的那样，它的谓词是相等的。

template<class Key,
    class Ty,
    class Hash = std::hash<Key>,
    class Pred = std::equal_to<Key>,
    class Alloc = std::allocator<std::pair<const Key, Ty> > >
    class unordered_map;

Answer 3

hash_map 的具体要求因实现而异，其中一些（如您所见）并没有多大意义。这也是他们决定不在 TR1 和/或 C++0x 中包含hash_map（或hash_*）的部分原因。相反，他们有unordered_[multi](map|set)，它只需要equal_key，而不需要operator<。

底线：除非您有真正突出的理由不这样做，否则请使用unordered_map 而不是hash_map。