在C++中实现rehash(）函数时感到困惑

Confused implementing a rehash() function in C++

本文关键字：函数 C++ 实现 rehash      更新时间：2023-10-16

我的目标是为我在C++模板类中编写的哈希表实现一个rehash（）方法。然而，我很困惑我到底可以散列什么，因为这个方法只知道类型是泛型。据我所知，这与Java泛型不同

我对java的理解。。。在Java中，由于每个对象都继承了hashCode（）方法，所以我们可以覆盖这个方法。如果用java编写通用哈希表，那么在rehash（）过程中，可以简单地调用hashCode（）方法来返回值。这可以通过tableSize进行修改。无痛

回到C++。。。由于我不相信我可以简单地在C++泛型上调用hashCode（）方法，也不能访问泛型类型的数据成员，所以我不知道我可以在什么上重新散列

我在C++中的泛型类型有可能继承一个抽象类，这样我就可以强制使用一个虚拟hashcode（）=0方法吗？或者模板类中的哈希函数依赖于其他类型的非数据成员哈希？

尽量说清楚。感谢任何能为我指明正确方向或提供指导的人。

注意：当然，我认为实现哈希表的目标是为了学习。如果没有，请使用std::unordered_map。

这里最重要的一点是您已经注意到的：模板和泛型不是一回事。（好吧，由于类型擦除，java泛型只是一个奇特的语法糖工具，但那是另一回事）。

C++模板为模板的每个不同实例化编写一个类的版本。也就是说，如果在程序中使用std::vector<int>和std::vector<bool>，编译器将为类型为int的类向量和类型为bool的类向量生成代码。

模板最强大的方面之一是，每个与类型相关的操作都在编译时进行评估。也就是说，每个模板实例化、别名、typedef等都是在编译时完成的。您在运行时获得的代码是为不同模板实例最终生成的类的组合。因此，您不会像在java或C#这样的OO语言中那样在运行时考虑类型，而是考虑编译时编译结束时必须解决Everithing。

现在我们来看一下您的问题：
您希望为您的类型提供一个"hashable"接口"，以调用哈希表中的哈希函数。这可以通过两种方式实现：

基于成员功能的方式：

解决问题的一种方法是假设您的类型有一个hash()公共成员函数（就像java中的getHashCode()一样，它是从Object继承的）。因此，在您的哈希表实现中，您使用这个哈希函数，就好像元素拥有它一样。不要担心传递的类型。事实是，如果你这样做，并且你传递了一个没有公共散列成员函数的类型作为模板argument，那么模板就无法实例化。Violá
将模板视为合同：在模板中编写一个完全通用的代码。传递给模板的类型必须完全填充合同。也就是说，必须拥有你认为他们拥有的一切。

这种方法的问题在于，哈希映射中使用的任何类型都必须具有哈希公共成员函数。请注意，通过这种方式，您不能在hashmap中使用基本类型。

基于函数的方式：

函子 是一个充当函数的类。也就是说，该类的实例可以像函数一样使用。例如：

template<typename T>
struct add
{
    T operator()(const T& a , const T& b)
    {
        return a + b;
    }
};

您可以按如下方式使用此函子：

int main()
{
   add<int> adder;
   int a = 1 , b = 2;
   int c = adder(a,b);
}

但函子最重要的用途是基于函子是类的实例，因此可以作为自变量传递到其他站点。也就是说，函子充当高级函数指针。

这用于通用STL算法，如std::find_if:Find if，用于根据搜索标准查找指定间隔的元素。该标准通过一个充当布尔谓词的函子传递。例如：

class my_search_criteria
{
   bool operator()(int element)
   {
      return element == 0;
   }
};  
int main()
{
    std::vector<int> integers = { 5 , 4 , 3 , 2 , 1 , 0 };
    int search_result = std::find_if( std::begin( integers ) , std::end( integers ) , my_search_criteria() );
}

但是，函子如何帮助解决您的问题
您可以实现一个充当哈希函数的通用函子：

template<typename T>
struct hash
{
   unsigned int operator()(const T& element) 
   {
      return /* hash implementation */
   }
};

并在您的哈希表类中使用它：

template<typename T>
class hachtable
{
private:
   hash<T> hash_function;
   std::vector<T> _container;
   void add(const T& element)
   {
      _container.insert(std::begin( _container ) + hash_function( element ) , element);
   }
};

请注意，您需要为元素的类型实现散列。C++模板允许您编写模板的特殊显式事例。例如，您编写了一个泛型数组类，并注意到如果元素的类型是布尔型的，那么将布尔型存储为数字位可能会更高效，以减少内存消耗。使用C++模板，您可以编写特殊情况。您使用显式类型显式编写模板类作为template argument。这被称为"模板专业化"。事实上，"将位用于布尔大小写"的例子正是std::vector所做的。

在我们的例子中，如果我们有一个散列函子的声明：

template<typename T>
struct hash;

我们需要为您将在hashmap中使用的每种类型进行专门化。例如，无符号整数的特殊化：

template<>
struct hash<unsigned int>
{
   unsigned int operator()(unsigned int element)
   {
       return element;
   }
};

基于函子的方法正是C++标准库所做的。它有一个散列函子std::hash的定义，并在散列表实现中使用它，如std::unordered_map。请注意，库中有一组针对基本类型的内置散列专门化。

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