在unordered_set中存储多态对象

Question

说我有一个基类

struct Base {
    int x;
};

我知道有一个来自Derived的Base类，但此时我无法使用它的定义（它存在于下游模块中）。

现在我有一个unordered_set<Base*>，它将存储Base和Derived物体的混合物。如果我没有指定自定义散列函数，这个unordered_set是否会正常工作（即按实际类型对元素进行散列，这样两个Derived对象具有相同的x但在其他一些派生字段中的不同被视为不同）？

假设我确实需要自定义哈希函数，因为我还没有Derived的定义，我希望将我的哈希函数编写为Base的虚拟成员函数，以便Derived可以简单地覆盖该函数以执行自己的哈希unordered_set要求它。这可能吗？或者是否有其他一些优先/已建立的解决方案来解决这类问题？

Answer 1

是的，你可以这样做：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <unordered_set>
#include <memory>

struct Base {
    int x;

    virtual size_t hash() const {
        return std::hash<int>()(x);
    }
};

// just some Derived example
struct Derived : Base {
    int y;

    // performing hashing for a pair of integers
    virtual size_t hash() const override {
        return std::hash<int>()(x) ^ std::hash<int>()(y);
    }
};

struct Hasher {
    size_t operator()(const Base* ptr) const {
        return ptr->hash();
    }
};

struct CheckEq {
    bool operator()(Base* lhs, Base* rhs) const {
        auto dLhs = dynamic_cast<Derived*>(lhs);
        auto dRhs = dynamic_cast<Derived*>(rhs);

        // different types
        if ((dLhs == nullptr) != (dRhs == nullptr)) {
            return false;
        }

        // both Base
        if (dLhs == nullptr && dRhs == nullptr) {
            return lhs->x == rhs->x;
        }

        // both Derived
        return dLhs->x == dRhs->x && dLhs->y == dRhs->y;
    }
};

int main() {
    std::unordered_set<
        Base*,
        Hasher,  // struct with defined size_t operator()(const Base*) const, returning hash of object
        CheckEq  // struct with defined bool operator(const Base*, const Base*) const for additional checking whether 2 objects with same hashes are different
    > set;

    // checking if it works
    auto objBase1 = std::make_unique<Base>();
    objBase1->x = 5;
    auto objBase2 = std::make_unique<Base>();
    objBase2->x = 5;
    auto objBase3 = std::make_unique<Base>();
    objBase3->x = 6;

    auto objDerived1 = std::make_unique<Derived>();
    objDerived1->x = 5;
    objDerived1->y = 6;
    auto objDerived2 = std::make_unique<Derived>();
    objDerived1->x = 5;
    objDerived1->y = 6;
    auto objDerived3 = std::make_unique<Derived>();
    objDerived1->x = 50;
    objDerived1->y = 60;

    set.insert(objBase1.get());
    set.insert(objBase2.get());
    set.insert(objBase3.get());
    set.insert(objDerived1.get());
    set.insert(objDerived2.get());
    set.insert(objDerived3.get());

    std::cout << set.size() << std::endl;  // prints 4

    return 0;
}

UPD。在我看来，你需要将对象存储在某个地方，所以

std::unordered_set<
    std::unique_ptr<Base>,  // or shared_ptr
    Hasher,
    CheckEq
> set;

可能是一个更好的主意。