C++でハッシュ値を生成: std::u16string_viewとstd::hash
C++ の Strings に関連する std::hash<std::u16string_view> プログラミング解説
この解説では、以下の内容について説明します。
- std::hash テンプレートクラス
- std::u16string_view 型
- std::hash<std::u16string_view> の使用方法
- 応用例
std::hash テンプレートクラス
std::hash テンプレートクラスは、コンテナ内の要素をハッシュ化するために使用されます。ハッシュ化とは、データを数値に変換する処理です。ハッシュ値は、オブジェクトを一意に識別するために使用できる数値です。
std::hash テンプレートクラスは、以下の要素をテンプレート引数として受け取ります。
- ハッシュ化したいオブジェクトの型
std::hash テンプレートクラスは以下のメンバ関数を提供します。
- operator()(const T& obj): オブジェクトをハッシュ値に変換します。
std::u16string_view 型
std::u16string_view 型は、UTF-16 エンコードされた文字列を表す読み取り専用ビューです。std::string_view 型と似ていますが、UTF-16 エンコードされた文字列を扱うために使用されます。
std::u16string_view 型は以下のメンバ関数を提供します。
- data(): 文字列のデータへのポインタを返します。
- size(): 文字列の長さを返します。
std::hash<std::u16string_view> の使用方法
std::hash<std::u16string_view> を使用するには、以下のコードのように記述します。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::u16string_view str = u"Hello, world!";
std::size_t hash = std::hash<std::u16string_view>()(str);
std::cout << "ハッシュ値: " << hash << std::endl;
return 0;
}
このコードは、"Hello, world!" という文字列をハッシュ化し、ハッシュ値を出力します。
応用例
std::hash<std::u16string_view> は、以下の用途に使用できます。
- マップやセットなどのコンテナで、キーとして std::u16string_view 型のオブジェクトを使用する場合
- オブジェクトの一意性を検証する場合
- データベースのインデックスを作成する場合
std::hash<std::u16string_view> のサンプルコード
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::u16string_view str = u"Hello, world!";
std::size_t hash = std::hash<std::u16string_view>()(str);
std::cout << "ハッシュ値: " << hash << std::endl;
return 0;
}
マップでキーとして std::u16string_view 型のオブジェクトを使用する
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
int main() {
std::map<std::u16string_view, int> mymap;
myapp[u"Hello"] = 1;
myapp[u"World"] = 2;
// キー "Hello" の値を取得
int value = mymap[u"Hello"];
std::cout << "値: " << value << std::endl;
return 0;
}
オブジェクトの一意性を検証する
#include <iostream>
#include <string>
#include <set>
class Person {
public:
Person(const std::u16string_view& name) : name_(name) {}
bool operator==(const Person& other) const {
return name_ == other.name_;
}
private:
std::u16string_view name_;
};
int main() {
std::set<Person> myset;
myset.insert(Person(u"John"));
myset.insert(Person(u"Mary"));
// "John" が存在するかどうかを確認
bool exists = myset.find(Person(u"John")) != myset.end();
std::cout << "存在する: " << exists << std::endl;
return 0;
}
データベースのインデックスを作成する
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
class Database {
public:
void Add(const std::u16string_view& name, int age) {
// データベースに名前と年齢を追加
}
std::vector<int> FindByName(const std::u16string_view& name) {
// 名前で検索し、年齢のリストを返す
}
private:
// ハッシュテーブルを使用して、名前をインデックス化する
std::unordered_map<std::u16string_view, std::vector<int>> index_;
};
int main() {
Database db;
db.Add(u"John", 30);
db.Add(u"Mary", 25);
// "John" の年齢を取得
std::vector<int> ages = db.FindByName(u"John");
for (int age : ages) {
std::cout << age << std::endl;
}
return 0;
}
これらのコードはあくまでもサンプルです。実際の使用例は、状況によって異なります。
std::u16string_view をハッシュ化する他の方法
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::u16string_view str = u"Hello, world!";
std::wstring wstr(str.begin(), str.end());
std::size_t hash = std::hash<std::wstring>()(wstr);
std::cout << "ハッシュ値: " << hash << std::endl;
return 0;
}
自作のハッシュ関数を使用する
#include <iostream>
#include <string>
size_t Hash(const std::u16string_view& str) {
// ハッシュアルゴリズムを実装
return 0;
}
int main() {
std::u16string_view str = u"Hello, world!";
std::size_t hash = Hash(str);
std::cout << "ハッシュ値: " << hash << std::endl;
return 0;
}
これらの方法は、それぞれ異なる長所と短所があります。
-
std::wstring と std::hash を使用する
- 最も簡単
- パフォーマンスは最適ではない
-
自作のハッシュ関数を使用する
- 最も高速
- 実装が複雑
-
3rd party ライブラリを使用する
- バランスが良い
- ライブラリの依存関係が必要
std::hash<std::u16string_view> は、C++ 標準ライブラリで提供される std::hash テンプレートクラスの特殊化であり、std::u16string_view 型のオブジェクトをハッシュ値に変換するために使用されます。ハッシュ値は、オブジェクトを一意に識別するために使用できる数値です。
上記以外にも、さまざまな方法で std::u16string_view をハッシュ化することができます。最適な方法は、状況によって異なります。
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