C++ STL无序关联式容如何处理自定义数据类型？

本章我们学习了所有的无序关联式容器：unordered_map容器、unordered_multimap容器、unordered_set容器、unordered_multiset容器，他们都是底层基于哈希表的结构封装起来的一个类。在存储基本数据类型时，键(key)能够通过哈希函数转为哈希值（数据类型为size_t)，当我们的键为自定义数据类型时，就需要我们重新定义哈希函数和重载operator'=='运算符。哈希函数一般是通过仿函数来实现的。仿函数重写哈希函数时，要求我们的哈希函数尽量让键均匀分布、键值保持唯一性和方便计算，一般是通过“”位移异或组合法“”来合成哈希值的。下面让我们以unordered_map容器为例，通过它来存放键(key)==user的结构体，重点分析如何重载“==”和重写哈希函数。

读者可想象有这么一个情景：我们有一个用户类(user)，成员变量包括姓名(m_s)、年龄(m_age)和性别(m_gender)，每个用户对应一个身份码id，程序要求我们快速根据用户来找到对应id，我们就可以充分利用unordered_map容器来满足这个需求。

#include<iostream>
#include<string>
#include<unordered_map>
/*自定义哈希函数*/
using namespace std;
struct user
{
bool operator==(const user&u)const//const不能丢 
{
return m_s==u.m_s&&m_age==u.m_age&&m_gender==u.m_gender;
}
user(string s,int age,string gender):m_s(s),m_age(age),m_gender(gender){};
string m_s;
int m_age;
string m_gender;
};
struct fhash
{
size_t operator()(const user&u)const
{
/*组合所有字段的哈希值，让每个成员变量参与分配*/
size_t h1 = hash<string>{}(u.m_s);
size_t h2 = hash<int>{}(u.m_age);
size_t h3 = hash<string>{}(u.m_gender);
/*经典操作*/ 
/*通过'<<'位移和'^'按位异或，高效返回尽量“独立 ”的哈希值，避免哈希冲突*/
return  h1^(h2<<1)^(h3<<2);
        
}
};
void test()
{
unordered_map<user,int,fhash> ump;
ump.insert({{"dot01",18,"男"},1}); 
ump.insert({{"dot02",18,"男"},2});
ump.insert({{"dot03",18,"女"},3});
ump.insert({{"dot04",18,"男"},4});
ump.insert({{"dot05",18,"女"},5});
/*遍历我们的unordered_map容器*/
cout << "遍历容器内所有用户：\n" ;
for(auto it = ump.begin();it!=ump.end();++it)
{
	cout<< "用户名：【"  << it->first.m_s << "】用户年龄： 【"  << it->first.m_age << "】用户性别：【"  << it->first.m_gender << "】用户识别码：【"  << it->second << "】\n";
}
}
int main(){
    test();
    return 0;
}

编译结果如下：

总结：对于无序关联式容器，当键为自定义数据类型时，就需要我们重新定义哈希函数和重载operator'=='运算符，运算符重载不难，但是需要记住位移异或组合法来合成哈希值。