C++標準庫Hash函數解析

C++標準庫中的<functional>頭文件提供了一些哈希函數，如std::hash，用于為不同類型的數據生成哈希值。這些哈希函數在算法、數據結構（如unordered_map和unordered_set）以及需要哈希值的場景中非常有用。

std::hash是一個模板類，可以接受一個類型參數，并提供一個靜態成員函數operator()，該函數返回一個std::size_t類型的哈希值。默認情況下，std::hash為整數類型、浮點類型和指針類型提供了實現。對于自定義類型，你可以通過特化std::hash來提供自己的哈希函數實現。

以下是一些使用std::hash的示例：

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

int main() {
    // 使用默認的std::hash實現
    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;

    // 使用自定義類型的std::hash實現
    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); // 簡單的哈希組合
            }
        };
    }

    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;
}

在這個示例中，我們首先使用默認的std::hash實現為整數和字符串生成哈希值。然后，我們為自定義類型MyType特化了std::hash，為其提供了自己的哈希函數實現。最后，我們展示了如何使用std::unordered_map，它依賴于std::hash來生成哈希值并存儲和檢索鍵值對。