rust - 如何使指针可散列?

标签 rust

在 Rust 中,我希望将枚举视为平等的,但仍然能够通过指针区分不同的实例。这是一个玩具示例:

use self::Piece::*;
use std::collections::HashMap;

#[derive(Eq, PartialEq)]
enum Piece {
    Rook,
    Knight,
}

fn main() {
    let mut positions: HashMap<&Piece, (u8, u8)> = HashMap::new();
    let left_rook = Rook;
    let right_rook = Rook;

    positions.insert(&left_rook, (0, 0));
    positions.insert(&right_rook, (0, 7));
}

但是,编译器要我在Piece 上定义Hash:

error[E0277]: the trait bound `Piece: std::hash::Hash` is not satisfied
  --> src/main.rs:11:52
   |
11 |     let mut positions: HashMap<&Piece, (u8, u8)> = HashMap::new();
   |                                                    ^^^^^^^^^^^^ the trait `std::hash::Hash` is not implemented for `Piece`
   |
   = note: required because of the requirements on the impl of `std::hash::Hash` for `&Piece`
   = note: required by `<std::collections::HashMap<K, V>>::new`

error[E0599]: no method named `insert` found for type `std::collections::HashMap<&Piece, (u8, u8)>` in the current scope
  --> src/main.rs:15:15
   |
15 |     positions.insert(&left_rook, (0, 0));
   |               ^^^^^^
   |
   = note: the method `insert` exists but the following trait bounds were not satisfied:
           `&Piece : std::hash::Hash`

error[E0599]: no method named `insert` found for type `std::collections::HashMap<&Piece, (u8, u8)>` in the current scope
  --> src/main.rs:16:15
   |
16 |     positions.insert(&right_rook, (0, 7));
   |               ^^^^^^
   |
   = note: the method `insert` exists but the following trait bounds were not satisfied:
           `&Piece : std::hash::Hash`

我想在我的枚举上定义相等性,以便一个 Rook 与另一个相等。但是,我希望能够在我的 positions HashMap 中区分不同的 Rook 实例。

我该怎么做?我不想在 Piece 上定义 Hash,但肯定已经在指针上定义了散列?

最佳答案

原始指针(*const T*mut T)和引用(&T, &mut T) 在 Rust 中。你有一个引用。

哈希 is defined对于委托(delegate)给所引用项目的哈希的引用:

impl<T: ?Sized + Hash> Hash for &T {
    fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
        (**self).hash(state);
    }
}

然而,它是defined for raw pointers如你所愿:

impl<T: ?Sized> Hash for *const T {
    fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
        if mem::size_of::<Self>() == mem::size_of::<usize>() {
            // Thin pointer
            state.write_usize(*self as *const () as usize);
        } else {
            // Fat pointer
            let (a, b) = unsafe {
                *(self as *const Self as *const (usize, usize))
            };
            state.write_usize(a);
            state.write_usize(b);
        }
    }
}

这行得通:

let mut positions = HashMap::new();
positions.insert(&left_rook as *const Piece, (0, 0));
positions.insert(&right_rook as *const Piece, (0, 7));

但是,在这里使用引用或原始指针充其量是不确定的。

如果您使用引用,一旦您移动了您插入的值,编译器将阻止您使用 hashmap,因为引用将不再有效。

如果您使用原始指针,编译器不会阻止您,但您将拥有可能导致内存不安全的悬垂指针。

在您的情况下,我想我会尝试重构代码,以便一段在内存地址之外是唯一的。也许只是一些递增的数字:

positions.insert((left_rook, 0), (0, 0));
positions.insert((right_rook, 1), (0, 7));

如果这看起来不可能,您总是可以Box 给它一个稳定的内存地址。后一种解决方案更类似于 Java 等语言,默认情况下所有内容都是堆分配的。


作为Francis Gagné says :

I'd rather wrap a &'a T in another struct that has the same identity semantics as *const T than have the lifetime erased

您可以创建一个结构来处理引用相等性:

#[derive(Debug)]
struct RefEquality<'a, T>(&'a T);

impl<'a, T> std::hash::Hash for RefEquality<'a, T> {
    fn hash<H>(&self, state: &mut H)
    where
        H: std::hash::Hasher,
    {
        (self.0 as *const T).hash(state)
    }
}

impl<'a, 'b, T> PartialEq<RefEquality<'b, T>> for RefEquality<'a, T> {
    fn eq(&self, other: &RefEquality<'b, T>) -> bool {
        self.0 as *const T == other.0 as *const T
    }
}

impl<'a, T> Eq for RefEquality<'a, T> {}

然后使用它:

positions.insert(RefEquality(&left_rook), (0, 0));
positions.insert(RefEquality(&right_rook), (0, 7));

关于rust - 如何使指针可散列?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/33847537/

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