C++标准库Hash函数解析

C++标准库中的<functional>头文件提供了一些哈希函数，如std::hash，用于为不同类型的数据生成哈希值。这些哈希函数在算法、数据结构（如unordered_map和unordered_set）以及需要哈希值的场景中非常有用。

std::hash是一个模板类，可以接受一个类型参数，并提供一个静态成员函数operator()，该函数返回一个std::size_t类型的哈希值。默认情况下，std::hash为整数类型、浮点类型和指针类型提供了实现。对于自定义类型，你可以通过特化std::hash来提供自己的哈希函数实现。

以下是一些使用std::hash的示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>
#include <unordered_map>

int main() {
    // 使用默认的std::hash实现
    std::size_t hash1 = std::hash<int>{}(42);
    std::cout << "Hash of 42: " << hash1 << std::endl;

    std::size_t hash2 = std::hash<std::string>{}("hello");
    std::cout << "Hash of 'hello': " << hash2 << std::endl;

    // 使用自定义类型的std::hash实现
    struct MyType {
        int x;
        float y;
    };

    namespace std {
        template <>
        struct hash<MyType> {
            std::size_t operator()(const MyType& obj) const {
                std::size_t h1 = std::hash<int>{}(obj.x);
                std::size_t h2 = std::hash<float>{}(obj.y);
                return h1 ^ (h2 << 1); // 简单的哈希组合
            }
        };
    }

    MyType obj = {42, 3.14f};
    std::size_t hash3 = std::hash<MyType>{}(obj);
    std::cout << "Hash of MyType: " << hash3 << std::endl;

    // 使用std::unordered_map
    std::unordered_map<std::string, int> my_map;
    my_map["apple"] = 1;
    my_map["banana"] = 2;

    return 0;
}

在这个示例中，我们首先使用默认的std::hash实现为整数和字符串生成哈希值。然后，我们为自定义类型MyType特化了std::hash，为其提供了自己的哈希函数实现。最后，我们展示了如何使用std::unordered_map，它依赖于std::hash来生成哈希值并存储和检索键值对。