如何散列和比较指向成员函数的指针？答案

【问题标题】：How to hash and compare a pointer-to-member-function?如何散列和比较指向成员函数的指针？
【发布时间】：2010-11-22 15:07:02
【问题描述】：

我如何散列（std::tr1::hash 或 boost::hash）一个 c++ 指向成员函数的指针？

例子：

我有几个 bool (Class::*functionPointer)()（非静态）指向类 Class 的几个不同方法，我需要散列这些指向成员函数的指针。

我该怎么做？

另外我如何比较（std::less）那些成员函数指针，以便我可以将它们存储在 std::set 中？

【问题讨论】：

通常没有任何理由对指针进行哈希处理，因为它直接指向您要访问的内容。请提供一些代码来说明您所询问的内容。
你什么时候会说一个函数指针比另一个函数指针“少”？
@bojan：如果比较的唯一目的是将它们存储在排序列表中，则任何确定性排序都可以。例如二进制值。
我有一个类，它有一个成员函数指针作为成员变量。我需要将该类存储在 std::set 和 std::hash_set 中，因此它需要该成员函数指针上的哈希和 std::less。
除了成员函数指针之外，您的类实例是否在每个字段中都相同？如果没有，那么您不需要将它包含在哈希/比较中，这巧妙地避免了这个问题。

标签： c++ hash function-pointers member-function-pointers

【解决方案1】：

所有 C++ 对象，包括指向成员函数的指针，在内存中都表示为一个字符数组。所以你可以试试：

bool (Class::*fn_ptr)() = &Class::whatever;
const char *ptrptr = static_cast<const char*>(static_cast<const void*>(&fn_ptr));

现在将ptrptr 视为指向(sizeof(bool (Class::*)())) 字节数组，并对这些字节进行散列或比较。如果您愿意，可以使用unsigned char 代替char。

这保证没有误报 - 在 C++03 中，指向成员函数的指针是 POD，这意味着它们可以使用 memcpy 复制。这意味着如果具有相同的逐字节值，则它们是相同的。

问题在于成员函数指针的存储表示可能包含不参与值的位 - 因此对于指向同一成员函数的不同指针，它们不一定相同。或者编译器可能出于某种模糊的原因，有不止一种方式指向同一个类的同一个函数，它们在字节上不相等。无论哪种方式，您都可能得到假阴性。您必须研究成员函数指针如何在您的实现中实际工作。它必须以某种方式为成员函数指针实现operator==，如果你能找出方法，那么你可能会找出一个顺序和一个散列函数。

这可能很难：成员函数指针很笨拙，并且根据指向的函数类型（虚拟，继承），存储可能包含不同数量的非参与“松弛空间”。因此，您可能必须与编译器的实现细节进行大量交互。本文可能会帮助您入门：http://www.codeproject.com/KB/cpp/FastDelegate.aspx

更简洁的替代方法可能是通过数组进行线性搜索，以便“规范化”所有函数指针，然后根据该函数指针在数组中的“规范”实例的位置进行比较和散列。取决于你的性能要求是什么。而且即使有需求，类（及其派生类）是否有这么多的功能，以至于线性搜索要花那么长时间？

typedef bool (Class::*func)();
vector<func> canon;

size_t getIndexOf(func fn_ptr) {
    vector<func>::iterator it = find(canon.begin(), canon.end(), fn_ptr);
    if (it != canon.end()) return it - canon.begin();
    canon.push_back(func);
    return canon.size() - 1;
}

【讨论】：

感谢 char* 成功了！只有在我的编译器中，我才需要 reinterpret_cast 而不是 static_cast。
对一些棘手问题的出色处理，+1。我没有想到 pmf1 == pmf2 并不一定意味着按位标识。
指向成员函数的指针可能包含填充，在比较相等时将被忽略，并且可能采用随机值。散列任何填充字节将导致散列函数失败。
@James：我从“问题是成员函数指针的存储表示可能包含不参与值的位”开始讨论这个问题
虽然带有“canoicalised”索引的想法当然很聪明（感谢这个想法！），但我想添加一个警告：据我所知，不可能进行相等比较指向虚函数的成员指针（例如接口/ABC 中的函数）。由于相同的“偏移量”实际上可能会解析为不同的实现，具体取决于您绑定成员指针的实际实例。因此，这种方法在这种情况下就失效了。

【解决方案2】：

我无法如上一个答案中所述强制转换指针（在 Microsoft 编译器 2010 中），但这对我有用：

static string fmptostr(int atype::*opt)
  {
      char buf[sizeof(opt)];
      memcpy(&buf,&opt,sizeof(opt));
      return string(buf,sizeof(opt));
  }

关于指针的按位标识，它可以是按位的，因此如果使用了适当的编译器开关，它似乎是。至少这对于 Microsoft 编译器是正确的，例如使用#pragma pointers_to_members 还有一个开关.../vmg

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您的成员函数指针是唯一的，在大多数情况下对于基于回调的订阅都是如此，那么您可以使用带有type_index 的刻度，该唯一性由类型的唯一性（即Class::Method）保证你的程序，适合存放在unordered_map，即

struct MyEvent {

    using fn_t = std::function<void(MyEvent &)>;
    using map_t = std::unordered_map<std::type_index, fn_t>;


    template <typename Handler>
    void subscribe(Object& obj, Handler&& handler) {
        fn_t fn = [&, handler = std::move(handler)](MyEvent& event) {
            (obj.*handler)(event);
        }
        std::type_index index = typeid(Handler);
        subscribers.emplace(std::move(index), std::move(fn));
    }

    void fire() {
        for(auto& pair: subscribers) {
            auto& fn = pair.second;
            fn(*this);
        }
    }

    map_t subscribers;
}

以及订阅和触发事件示例：

MyEvent event;
MyObject obj = ...;
event.subscribe(obj, &MyObject::on_event );
...
event.fire();

所以，上面的例子给你类/方法唯一性，如果你需要对象/方法唯一性，那么你应该有一个结构，它提供组合哈希，假设有std::hash<MyObject>并且已经有std::hash<std::type_index>成员函数指针。

【讨论】：