C++ Boost Array与Unordered使用介绍

C++ Array与Unordered

一、提要

Boost.Array 库在 boost/array.hpp 中定义了类模板 boost::array。 boost::array 与 std::array 类似，后者是使用 C++11 添加到标准库中的。如果您使用 C++11 开发环境，则可以忽略 boost::array。

二、示例boost::array

使用 boost::array，可以创建一个与 C 数组具有相同属性的数组。此外，boost::array 符合 C++ 容器的要求，这使得处理这样的数组就像处理任何其他容器一样容易。原则上，可以将 boost::array 视为容器 std::vector，但 boost::array 中的元素数量是恒定的。

示例 14.1。 boost::array 的各种成员函数

#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
  typedef boost::array array;
  array a;
  a[0] = "cat";
  a.at(1) = "shark";
  *a.rbegin() = "spider";
  std::sort(a.begin(), a.end());
  for (const std::string &s : a)
    std::cout << s << '\n';
  std::cout << a.size() << '\n';
  std::cout << a.max_size() << '\n';
}

如示例 14.1 所示，使用 boost::array 相当简单，不需要额外解释，因为调用的成员函数与来自 std::vector 的成员函数具有相同的含义。

三、Boost.Unordered

Boost.Unordered

Boost.Unordered 提供类 boost::unordered_set、boost::unordered_multiset、boost::unordered_map 和 boost::unordered_multimap。这些类与使用 C++11 添加到标准库中的散列容器相同。因此，如果您使用支持 C++11 的开发环境，则可以忽略 Boost.Unordered 中的容器。

示例 15.1。使用 boost::unordered_set

#include 
#include 
#include 
int main()
{
  typedef boost::unordered_set unordered_set;
  unordered_set set;
  set.emplace("cat");
  set.emplace("shark");
  set.emplace("spider");
  for (const std::string &s : set)
    std::cout << s << '\n';
  std::cout << set.size() << '\n';
  std::cout << set.max_size() << '\n';
  std::cout << std::boolalpha << (set.find("cat") != set.end()) << '\n';
  std::cout << set.count("shark") << '\n';
}

​​​ boost::unordered_set 可以替换为示例 15.1 中的 std::unordered_set。 boost::unordered_set 与 std::unordered_set 没有区别。

示例 15.2。使用 boost::unordered_map

#include 
#include 
#include 
int main()
{
  typedef boost::unordered_map unordered_map;
  unordered_map map;
  map.emplace("cat", 4);
  map.emplace("shark", 0);
  map.emplace("spider", 8);
  for (const auto &p : map)
    std::cout << p.first << ";" << p.second << '\n';
  std::cout << map.size() << '\n';
  std::cout << map.max_size() << '\n';
  std::cout << std::boolalpha << (map.find("cat") != map.end()) << '\n';
  std::cout << map.count("shark") << '\n';
}

Example15.2

示例 15.2 使用 boost::unordered_map 来存储几种动物的名称和腿数。再一次，boost::unordered_map 可以替换为 std::unordered_map。

示例 15.3。使用 Boost.Unordered 的用户定义类型

#include 
#include 
#include 
struct animal
{
  std::string name;
  int legs;
};
bool operator==(const animal &lhs, const animal &rhs)
{
  return lhs.name == rhs.name && lhs.legs == rhs.legs;
}
std::size_t hash_value(const animal &a)
{
  std::size_t seed = 0;
  boost::hash_combine(seed, a.name);
  boost::hash_combine(seed, a.legs);
  return seed;
}
int main()
{
  typedef boost::unordered_set unordered_set;
  unordered_set animals;
  animals.insert({"cat", 4});
  animals.insert({"shark", 0});
  animals.insert({"spider", 8});
}

在示例 15.3 中，动物类型的元素存储在 boost::unordered_set 类型的容器中。由于 boost::unordered_set 的哈希函数不知道类动物，因此无法自动计算此类元素的哈希值。这就是为什么必须定义散列函数的原因——否则无法编译示例。

要定义的哈希函数的名称是 hash_value()。它必须期望作为其唯一参数的类型的对象应该计算哈希值。 hash_value() 的返回值类型必须是 std::size_t。

当必须为对象计算哈希值时，会自动调用函数 hash_value()。此函数是为 Boost 库中的各种类型定义的，包括 std::string。对于动物等用户定义的类型，它必须由开发者定义。

通常，hash_value() 的定义相当简单：通过一个接一个地访问对象的成员变量来创建哈希值。这是通过函数 boost::hash_combine() 完成的，该函数由 Boost.Hash 提供并在 boost/functional/hash.hpp 中定义。如果使用 Boost.Unordered，则不必包含此头文件，因为此库中的所有容器都访问 Boost.Hash 来计算哈希值。

除了定义 hash_value() 之外，您还需要确保可以使用 == 比较两个对象。这就是示例 15.3 中运算符 operator== 为动物重载的原因。

C++11 标准库中的散列容器使用头文件中的散列函数函数。 Boost.Unordered 的散列容器需要散列函数 hash_value()。是否在 hash_value() 中使用 Boost.Hash 并不重要。 Boost.Hash 是有意义的，因为像 boost::hash_combine() 这样的函数可以更容易地从多个成员变量逐步计算哈希值。然而，这只是 hash_value() 的一个实现细节。除了使用不同的散列函数之外，Boost.Unordered 的散列容器和标准库中的散列容器基本上是等价的。

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