C++ 11の新しい文字列リテラルを使用すると、コンパイル時に文字列のハッシュを計算できる可能性があることをいくつかの異なる場所で読みました。しかし、誰も出て来て、それが可能になるとか、それがどのように行われるかと言う準備ができていないようです。
私はこのようなユースケースに特に興味があります。
void foo( const std::string& value )
{
switch( std::hash(value) )
{
case "one"_hash: one(); break;
case "two"_hash: two(); break;
/*many more cases*/
default: other(); break;
}
}
注:コンパイル時のハッシュ関数は、私が書いたとおりに正確に見える必要はありません。最終的なソリューションがどのようになるかを推測するために最善を尽くしましたが、meta_hash<"string"_meta>::value
も実行可能なソリューションになる可能性があります。
これは少し遅れていますが、constexpr
を使用してコンパイル時CRC32関数を実装することに成功しました。問題は、執筆時点ではGCCでのみ動作し、MSVCやIntelコンパイラでは動作しないことです。
コードスニペットは次のとおりです。
// CRC32 Table (zlib polynomial)
static constexpr uint32_t crc_table[256] = {
0x00000000L, 0x77073096L, 0xee0e612cL, 0x990951baL, 0x076dc419L,
0x706af48fL, 0xe963a535L, 0x9e6495a3L, 0x0edb8832L, 0x79dcb8a4L,
0xe0d5e91eL, 0x97d2d988L, 0x09b64c2bL, 0x7eb17cbdL, 0xe7b82d07L,
...
};
template<size_t idx>
constexpr uint32_t crc32(const char * str)
{
return (crc32<idx-1>(str) >> 8) ^ crc_table[(crc32<idx-1>(str) ^ str[idx]) & 0x000000FF];
}
// This is the stop-recursion function
template<>
constexpr uint32_t crc32<size_t(-1)>(const char * str)
{
return 0xFFFFFFFF;
}
// This doesn't take into account the nul char
#define COMPILE_TIME_CRC32_STR(x) (crc32<sizeof(x) - 2>(x) ^ 0xFFFFFFFF)
enum TestEnum
{
CrcVal01 = COMPILE_TIME_CRC32_STR("stack-overflow"),
};
CrcVal01
は0x335CC04Aに等しい
これがあなたを助けることを願っています!
少なくとも§7.1.5/ 3と§5.19を読んだことにより、以下が正当なものになる可能性があります。
unsigned constexpr const_hash(char const *input) {
return *input ?
static_cast<unsigned int>(*input) + 33 * const_hash(input + 1) :
5381;
}
これは、§7.1.5/ 3の基本的なルールに従っているようです。
*input
sには、不正な左辺値から右辺値への変換が含まれており、§5.19/ 2/6/2のルールを理解しているかどうかわかりません1 そして、§4.1でそれを確認するのに十分です。
実用的な観点から、このコードは(少なくとも1つの例として)g ++で、少なくともg ++ 4.7.1まで受け入れられます。
使用方法は次のようになります。
switch(std::hash(value)) {
case const_hash("one"): one(); break;
case const_hash("two"): two(); break;
// ...
default: other(); break;
}
ただし、§5.19/ 2/6/2の要件に準拠するには、次のような操作が必要になる場合があります。
// one of the `constexpr`s is probably redundant, but I haven't figure out which.
char constexpr * constexpr v_one = "one";
// ....
case const_hash(v_one): one(); break;
これは、OPの問題を可能な限り正確に解決する試みです。
namespace my_hash {
template<class>struct hasher;
template<>
struct hasher<std::string> {
std::size_t constexpr operator()(char const *input)const {
return *input ?
static_cast<unsigned int>(*input) + 33 * (*this)(input + 1) :
5381;
}
std::size_t operator()( const std::string& str ) const {
return (*this)(str.c_str());
}
};
template<typename T>
std::size_t constexpr hash(T&& t) {
return hasher< typename std::decay<T>::type >()(std::forward<T>(t));
}
inline namespace literals {
std::size_t constexpr operator "" _hash(const char* s,size_t) {
return hasher<std::string>()(s);
}
}
}
using namespace my_hash::literals;
void one() {} void two() {} void other() {}
void foo( const std::string& value )
{
switch( my_hash::hash(value) )
{
case "one"_hash: one(); break;
case "two"_hash: two(); break;
/*many more cases*/
default: other(); break;
}
}
実例 。
主な違いに注意してください-std::hash
のアルゴリズムを制御できないため、std::hash
は使用できません。また、mustコンパイル時に評価するために、constexpr
として再実装します。さらに、std
には「透明な」ハッシュがないため、(std::string
を作成せずに)生の文字バッファーをstd::string
としてハッシュすることはできません。
std::string
カスタムハッシュ(透過const char*
サポート)をmy_hash
名前空間に貼り付けたため、一貫性が必要な場合はstd::unordered_map
に保存できます。
@JerryCoffinの優れた回答とその下のコメントスレッドに基づいていますが、現在のC++ 11のベストプラクティス(予想するのではなく!)で記述しようとしています。
switch
ステートメントcase
に「生のハッシュ」を使用することは危険です。その後、==
比較を実行して、機能することを確認します。
このスニペットは、クレメントJACOBのものに基づいています。しかし、clangでも動作します。また、コンパイル時の方が高速になります(元の投稿のように2つではなく、再帰呼び出しが1つだけです)。
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
static constexpr unsigned int crc_table[256] = {
0x00000000, 0x77073096, 0xee0e612c, 0x990951ba, 0x076dc419, 0x706af48f,
0xe963a535, 0x9e6495a3, 0x0edb8832, 0x79dcb8a4, 0xe0d5e91e, 0x97d2d988,
0x09b64c2b, 0x7eb17cbd, 0xe7b82d07, 0x90bf1d91, 0x1db71064, 0x6ab020f2,
0xf3b97148, 0x84be41de, 0x1adad47d, 0x6ddde4eb, 0xf4d4b551, 0x83d385c7,
0x136c9856, 0x646ba8c0, 0xfd62f97a, 0x8a65c9ec, 0x14015c4f, 0x63066cd9,
0xfa0f3d63, 0x8d080df5, 0x3b6e20c8, 0x4c69105e, 0xd56041e4, 0xa2677172,
0x3c03e4d1, 0x4b04d447, 0xd20d85fd, 0xa50ab56b, 0x35b5a8fa, 0x42b2986c,
0xdbbbc9d6, 0xacbcf940, 0x32d86ce3, 0x45df5c75, 0xdcd60dcf, 0xabd13d59,
0x26d930ac, 0x51de003a, 0xc8d75180, 0xbfd06116, 0x21b4f4b5, 0x56b3c423,
0xcfba9599, 0xb8bda50f, 0x2802b89e, 0x5f058808, 0xc60cd9b2, 0xb10be924,
0x2f6f7c87, 0x58684c11, 0xc1611dab, 0xb6662d3d, 0x76dc4190, 0x01db7106,
0x98d220bc, 0xefd5102a, 0x71b18589, 0x06b6b51f, 0x9fbfe4a5, 0xe8b8d433,
0x7807c9a2, 0x0f00f934, 0x9609a88e, 0xe10e9818, 0x7f6a0dbb, 0x086d3d2d,
0x91646c97, 0xe6635c01, 0x6b6b51f4, 0x1c6c6162, 0x856530d8, 0xf262004e,
0x6c0695ed, 0x1b01a57b, 0x8208f4c1, 0xf50fc457, 0x65b0d9c6, 0x12b7e950,
0x8bbeb8ea, 0xfcb9887c, 0x62dd1ddf, 0x15da2d49, 0x8cd37cf3, 0xfbd44c65,
0x4db26158, 0x3ab551ce, 0xa3bc0074, 0xd4bb30e2, 0x4adfa541, 0x3dd895d7,
0xa4d1c46d, 0xd3d6f4fb, 0x4369e96a, 0x346ed9fc, 0xad678846, 0xda60b8d0,
0x44042d73, 0x33031de5, 0xaa0a4c5f, 0xdd0d7cc9, 0x5005713c, 0x270241aa,
0xbe0b1010, 0xc90c2086, 0x5768b525, 0x206f85b3, 0xb966d409, 0xce61e49f,
0x5edef90e, 0x29d9c998, 0xb0d09822, 0xc7d7a8b4, 0x59b33d17, 0x2eb40d81,
0xb7bd5c3b, 0xc0ba6cad, 0xedb88320, 0x9abfb3b6, 0x03b6e20c, 0x74b1d29a,
0xead54739, 0x9dd277af, 0x04db2615, 0x73dc1683, 0xe3630b12, 0x94643b84,
0x0d6d6a3e, 0x7a6a5aa8, 0xe40ecf0b, 0x9309ff9d, 0x0a00ae27, 0x7d079eb1,
0xf00f9344, 0x8708a3d2, 0x1e01f268, 0x6906c2fe, 0xf762575d, 0x806567cb,
0x196c3671, 0x6e6b06e7, 0xfed41b76, 0x89d32be0, 0x10da7a5a, 0x67dd4acc,
0xf9b9df6f, 0x8ebeeff9, 0x17b7be43, 0x60b08ed5, 0xd6d6a3e8, 0xa1d1937e,
0x38d8c2c4, 0x4fdff252, 0xd1bb67f1, 0xa6bc5767, 0x3fb506dd, 0x48b2364b,
0xd80d2bda, 0xaf0a1b4c, 0x36034af6, 0x41047a60, 0xdf60efc3, 0xa867df55,
0x316e8eef, 0x4669be79, 0xcb61b38c, 0xbc66831a, 0x256fd2a0, 0x5268e236,
0xcc0c7795, 0xbb0b4703, 0x220216b9, 0x5505262f, 0xc5ba3bbe, 0xb2bd0b28,
0x2bb45a92, 0x5cb36a04, 0xc2d7ffa7, 0xb5d0cf31, 0x2cd99e8b, 0x5bdeae1d,
0x9b64c2b0, 0xec63f226, 0x756aa39c, 0x026d930a, 0x9c0906a9, 0xeb0e363f,
0x72076785, 0x05005713, 0x95bf4a82, 0xe2b87a14, 0x7bb12bae, 0x0cb61b38,
0x92d28e9b, 0xe5d5be0d, 0x7cdcefb7, 0x0bdbdf21, 0x86d3d2d4, 0xf1d4e242,
0x68ddb3f8, 0x1fda836e, 0x81be16cd, 0xf6b9265b, 0x6fb077e1, 0x18b74777,
0x88085ae6, 0xff0f6a70, 0x66063bca, 0x11010b5c, 0x8f659eff, 0xf862ae69,
0x616bffd3, 0x166ccf45, 0xa00ae278, 0xd70dd2ee, 0x4e048354, 0x3903b3c2,
0xa7672661, 0xd06016f7, 0x4969474d, 0x3e6e77db, 0xaed16a4a, 0xd9d65adc,
0x40df0b66, 0x37d83bf0, 0xa9bcae53, 0xdebb9ec5, 0x47b2cf7f, 0x30b5ffe9,
0xbdbdf21c, 0xcabac28a, 0x53b39330, 0x24b4a3a6, 0xbad03605, 0xcdd70693,
0x54de5729, 0x23d967bf, 0xb3667a2e, 0xc4614ab8, 0x5d681b02, 0x2a6f2b94,
0xb40bbe37, 0xc30c8ea1, 0x5a05df1b, 0x2d02ef8d
};
template<int size, int idx = 0, class dummy = void>
struct MM{
static constexpr unsigned int crc32(const char * str, unsigned int prev_crc = 0xFFFFFFFF)
{
return MM<size, idx+1>::crc32(str, (prev_crc >> 8) ^ crc_table[(prev_crc ^ str[idx]) & 0xFF] );
}
};
// This is the stop-recursion function
template<int size, class dummy>
struct MM<size, size, dummy>{
static constexpr unsigned int crc32(const char * str, unsigned int prev_crc = 0xFFFFFFFF)
{
return prev_crc^ 0xFFFFFFFF;
}
};
// This don't take into account the nul char
#define COMPILE_TIME_CRC32_STR(x) (MM<sizeof(x)-1>::crc32(x))
template<unsigned int crc>
void PrintCrc()
{
std::cout << crc << std::endl;
}
int main()
{
PrintCrc<COMPILE_TIME_CRC32_STR("HAH")>();
}
概念実証を参照してください ここ
以下に示すように、ここに示されたフォームは標準に受け入れられなかったことに注意してください。
コンパイル時の文字列処理は、 N2765 で提案されているユーザー定義リテラルによって可能になると推測されます。
すでに述べたように、現在それを実装しているコンパイラーは知りません。コンパイラーのサポートがなければ推測作業しかできません。
§2.13.7.3および4の draft には、次のものがあります。
それ以外の場合(Sにはリテラル演算子テンプレートが含まれます)、Lは次の形式の呼び出しとして扱われます
operator "" X <'c1'、 'c2'、...、 'ck'>()ここで、nはソース文字シーケンスc1c2 ... ckです。 [注:シーケンスc1c2 ... ckには、基本ソース文字セットの文字のみを含めることができます。 —注を終了]
それをconstexpr
と組み合わせると、コンパイル時の文字列処理が必要になります。
更新:間違った段落を読んでいることを見落としていました。この形式はuser-defined-integer-literalsと-floating-literalsで許可されていますが、明らかに-string-literals(§2.13.7.5 )。
提案のこの部分は受け入れられなかったようです。
そうは言っても、C++ 0xを少し見ただけで、mightは次のようになります(おそらく間違いがありました)。
template<char c, char... str>
struct hash {
static const unsigned result = c + hash<str...>::result;
};
template<char c>
struct hash {
static const unsigned result = c;
};
template<char... str>
constexpr unsigned
operator "" _hash() {
return hash<str>::result;
}
// update: probably wrong, because the above
// form is not allowed for string-literals:
const unsigned h = "abcd"_hash;
Jerrysアプローチ が機能する場合、以下は機能するはずです。
constexpr unsigned operator "" _hash(const char* s, size_t) {
return const_hash(s);
}
Clement JACOBのソリューションに基づく別のソリューション。C++ 11 constexpr(拡張C++ 14ではなく)を使用しますが、再帰は1つだけです。
_namespace detail {
// CRC32 Table (zlib polynomial)
static constexpr uint32_t crc_table[256] = { 0x00000000L, 0x77073096L, ... }
template<size_t idx>
constexpr uint32_t combine_crc32(const char * str, uint32_t part) {
return (part >> 8) ^ crc_table[(part ^ str[idx]) & 0x000000FF];
}
template<size_t idx>
constexpr uint32_t crc32(const char * str) {
return combine_crc32<idx>(str, crc32<idx - 1>(str));
}
// This is the stop-recursion function
template<>
constexpr uint32_t crc32<size_t(-1)>(const char * str) {
return 0xFFFFFFFF;
}
} //namespace detail
template <size_t len>
constexpr uint32_t ctcrc32(const char (&str)[len]) {
return detail::crc32<len - 2>(str) ^ 0xFFFFFFFF;
}
_
いくつかの説明
combine_crc32
_を使用すると、再帰の結果を変数part
の下に格納し、それを2回使用できます。この関数は、ローカル変数宣言を許可しないC++ 11制限のウォークアラウンドです。ctcrc32
_関数には、const char (&)[len]
として渡される文字列リテラルが必要です。これにより、テンプレートパラメータとして文字列の長さを取得でき、マクロに依存する必要がなくなります。以下はGCC 4.6.1で機能し、スイッチブロックでhash
またはpack
のいずれかを使用できます。
/* Fast simple string hash (Bernstein?) */
constexpr unsigned int hash(const char *s, int off = 0) {
return !s[off] ? 5381 : (hash(s, off+1)*33) ^ s[off];
}
/* Pack the string into an unsigned int
* Using 7 bits (ascii) it packs 9 chars into a uint64_t
*/
template <class T = uint64_t, unsigned int Bits = 7>
constexpr T pack(const char *s, unsigned int off = 0) {
return (Bits*off >= CHAR_BIT*sizeof(T) || !s[off]) ? 0 :
(((T)s[off] << (Bits*off)) | pack(s,off+1));
}
GCCのように(?)は、s+1
with s
ポインタ。これがoff
変数を使用する理由です。
Constexpr char配列とランタイム文字列の両方で機能する別のC++ 11実装(@ CygnusX1の回答に基づく)を次に示します。
_namespace detail {
// CRC32 Table (zlib polynomial)
static constexpr uint32_t crc_table[256] = { 0x00000000L, 0x77073096L, ... };
constexpr uint32_t combine_crc32(size_t idx, const char * str, uint32_t part) {
return (part >> 8) ^ crc_table[(part ^ str[idx]) & 0x000000FF];
}
constexpr uint32_t crc32(size_t idx, const char * str) {
return idx == size_t(-1) ?
0xFFFFFFFF : combine_crc32(idx, str, crc32(idx - 1, str));
}
}
uint32_t ctcrc32(std::string const& str) {
size_t len = str.size() + 1;
return detail::crc32(len - 2, str.c_str()) ^ 0xFFFFFFFF;
}
template <size_t len>
constexpr uint32_t ctcrc32(const char (&str)[len]) {
return detail::crc32(len - 2, str) ^ 0xFFFFFFFF;
}
_
2番目のオーバーロードのlen
は末尾のヌル文字のためstr.size() + 1
であるため、strlen(str) + 1
が必要です。
_const char *
_のオーバーロードは2番目のオーバーロードと混同されるため、追加しませんでした— _const char *, size_t
_または_std::string_view
_のオーバーロードは簡単に追加できます。
これはいい質問です。
Jerry Coffinの回答に基づいて、Visual Studio 2017のstd :: hashと互換性のある別のものを作成しました。
#include <functional>
#include <cassert>
using namespace std;
constexpr size_t cx_hash(const char* input) {
size_t hash = sizeof(size_t) == 8 ? 0xcbf29ce484222325 : 0x811c9dc5;
const size_t prime = sizeof(size_t) == 8 ? 0x00000100000001b3 : 0x01000193;
while (*input) {
hash ^= static_cast<size_t>(*input);
hash *= prime;
++input;
}
return hash;
}
int main() {
/* Enter your code here. Read input from STDIN. Print output to STDOUT */
auto a = cx_hash("test");
hash<string> func;
auto b = func("test");
assert(a == b);
return 0;
}
C++ 17コンパイラとstring_viewを使用している場合、これは簡単になり、通常のバージョンを書くだけです。
constexpr uint32_t crc32(std::string_view str)
{
uint32_t crc = 0xffffffff;
for (auto c : str)
crc = (crc >> 8) ^ crc_table[(crc ^ c) & 0xff];
return crc ^ 0xffffffff;
}
私はまだcrc32-literalバリアント(テンプレートでは不可能)を失っていたので、ここに CygnusX1 に基づいた提案があります。いくつかのテストを行いました。フィードバックをお気軽にお寄せください。
MSVCのテストセット。
PS:他の場所で追加のものを探すのが嫌いなので、答えの一番下にあるCRCテーブルをコピーしました。
#include <inttypes.h>
namespace detail
{
// CRC32 Table (zlib polynomial)
static constexpr uint32_t crc_table[256] =
{
0x00000000L, 0x77073096L, 0xee0e612cL, 0x990951baL, 0x076dc419L,
...
};
constexpr uint32_t combine_crc32( const char c, uint32_t part )
{
return (part >> 8) ^ crc_table[(part ^ c) & 0x000000FF];
}
constexpr uint32_t crc32( const char * str, size_t idx )
{
return combine_crc32( str[idx], idx ? crc32( str, idx - 1 ) : 0xFFFFFFFF );
}
} //namespace detail
constexpr uint32_t ctcrc32( const char* str, size_t len )
{
return detail::crc32( str, len ) ^ 0xFFFFFFFF;
}
size_t constexpr operator "" _hash( const char* str, size_t len )
{
return ctcrc32( str, len );
}
Dan Bernstein(djb2)のアルゴリズムを使用した代替( Jerry Coffin + Georg Fritzsche )からの回答の組み合わせ
unsigned constexpr const_hash( char const *input )
{
return *input ?
static_cast<unsigned int>(*input) + 33 * const_hash( input + 1 ) :
5381;
}
size_t constexpr operator "" _hash( const char* str, size_t len )
{
return const_hash( str );
}
Crc32テーブル:
static constexpr uint32_t crc_table[256] =
{
0x00000000L, 0x77073096L, 0xee0e612cL, 0x990951baL, 0x076dc419L,
0x706af48fL, 0xe963a535L, 0x9e6495a3L, 0x0edb8832L, 0x79dcb8a4L,
0xe0d5e91eL, 0x97d2d988L, 0x09b64c2bL, 0x7eb17cbdL, 0xe7b82d07L,
0x90bf1d91L, 0x1db71064L, 0x6ab020f2L, 0xf3b97148L, 0x84be41deL,
0x1adad47dL, 0x6ddde4ebL, 0xf4d4b551L, 0x83d385c7L, 0x136c9856L,
0x646ba8c0L, 0xfd62f97aL, 0x8a65c9ecL, 0x14015c4fL, 0x63066cd9L,
0xfa0f3d63L, 0x8d080df5L, 0x3b6e20c8L, 0x4c69105eL, 0xd56041e4L,
0xa2677172L, 0x3c03e4d1L, 0x4b04d447L, 0xd20d85fdL, 0xa50ab56bL,
0x35b5a8faL, 0x42b2986cL, 0xdbbbc9d6L, 0xacbcf940L, 0x32d86ce3L,
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