c++ - Hash un valor de precisión arbitrario(boost:: multiprecision:: cpp_int)

c++11 arbitrary-precision

Question

Necesito obtener el hash de valor con precisión arbitraria (de Boost.Multiprecision); Yo uso el backend cpp_int . Por ahora, se me ocurrió el siguiente código:

boost::multiprecision::cpp_int x0 = 1;
const auto seed = std::hash<std::string>{}(x0.str());

No necesito que el código sea lo más rápido posible, pero me resulta muy torpe manipular la representación de cadena.

Entonces mi pregunta es doble:

• Manteniendo la precisión arbitraria, ¿puedo cambiar el valor de manera más eficiente?
• ¿Tal vez no debería insistir en mantener la precisión arbitraria y debería convertir a un double que podría calcular fácilmente (sin embargo, aún haría la comparación necesaria para la tabla hash utilizando el valor de precisión arbitraria)?

Answer 1

Puede (ab) usar el soporte de serialización:

El soporte para la serialización viene en dos formas: el number clases, debug_adaptor , logged_adaptor y rational_adaptor tienen soporte de serialización "pasante" que requiere que el backend subyacente sea serializable.

Los backends cpp_int , cpp_bin_float , cpp_dec_float y float128 tienen soporte completo para Boost.Serialization.

Entonces, permítanme improvisar algo que funcione con impulso y contenedores estándar no ordenados:

template <typename Map>
void test(Map const& map) {
    std::cout << "/n" << __PRETTY_FUNCTION__ << "/n";
    for(auto& p : map)
        std::cout << p.second << "/t" << p.first << "/n";
}

int main() {
    using boost::multiprecision::cpp_int;

    test(std::unordered_map<cpp_int, std::string> {
        { cpp_int(1) << 111, "one"   },
        { cpp_int(2) << 222, "two"   },
        { cpp_int(3) << 333, "three" },
    });

    test(boost::unordered_map<cpp_int, std::string> {
        { cpp_int(1) << 111, "one"   },
        { cpp_int(2) << 222, "two"   },
        { cpp_int(3) << 333, "three" },
    });
}

Vamos a reenviar las implementaciones hash<> relevantes a nuestra propia especialización hash_impl que usa Multiprecisión y Serialización:

namespace std {
    template <typename backend> 
    struct hash<boost::multiprecision::number<backend> > 
        : mp_hashing::hash_impl<boost::multiprecision::number<backend> > 
    {};
}

namespace boost {
    template <typename backend> 
    struct hash<multiprecision::number<backend> > 
        : mp_hashing::hash_impl<multiprecision::number<backend> > 
    {};
}

Ahora, por supuesto, esto plantea la pregunta, ¿cómo se implementa hash_impl ?

template <typename T> struct hash_impl {
    size_t operator()(T const& v) const {
        using namespace boost;
        size_t seed = 0;
        {
            iostreams::stream<hash_sink> os(seed);
            archive::binary_oarchive oa(os, archive::no_header | archive::no_codecvt);
            oa << v;
        }
        return seed;
    }
};

Esto se ve bastante simple. Esto se debe a que Boost es increíble, y escribir un dispositivo hash_sink para usar con Boost Iostreams es solo el siguiente ejercicio sencillo:

namespace io = boost::iostreams;

struct hash_sink {
    hash_sink(size_t& seed_ref) : _ptr(&seed_ref) {}

    typedef char         char_type;
    typedef io::sink_tag category;

    std::streamsize write(const char* s, std::streamsize n) {
        boost::hash_combine(*_ptr, boost::hash_range(s, s+n));
        return n;
    }
  private:
    size_t* _ptr;
};

Demo completa:

Live On Coliru

#include <iostream>
#include <iomanip>

#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/multiprecision/cpp_int.hpp>
#include <boost/multiprecision/cpp_int/serialize.hpp>
#include <boost/iostreams/device/back_inserter.hpp>
#include <boost/iostreams/stream_buffer.hpp>
#include <boost/iostreams/stream.hpp>

#include <boost/functional/hash.hpp>

namespace mp_hashing {
    namespace io = boost::iostreams;

    struct hash_sink {
        hash_sink(size_t& seed_ref) : _ptr(&seed_ref) {}

        typedef char         char_type;
        typedef io::sink_tag category;

        std::streamsize write(const char* s, std::streamsize n) {
            boost::hash_combine(*_ptr, boost::hash_range(s, s+n));
            return n;
        }
      private:
        size_t* _ptr;
    };

    template <typename T> struct hash_impl {
        size_t operator()(T const& v) const {
            using namespace boost;
            size_t seed = 0;
            {
                iostreams::stream<hash_sink> os(seed);
                archive::binary_oarchive oa(os, archive::no_header | archive::no_codecvt);
                oa << v;
            }
            return seed;
        }
    };
}

#include <unordered_map>
#include <boost/unordered_map.hpp>

namespace std {
    template <typename backend> 
    struct hash<boost::multiprecision::number<backend> > 
        : mp_hashing::hash_impl<boost::multiprecision::number<backend> > 
    {};
}

namespace boost {
    template <typename backend> 
    struct hash<multiprecision::number<backend> > 
        : mp_hashing::hash_impl<multiprecision::number<backend> > 
    {};
}

template <typename Map>
void test(Map const& map) {
    std::cout << "/n" << __PRETTY_FUNCTION__ << "/n";
    for(auto& p : map)
        std::cout << p.second << "/t" << p.first << "/n";
}

int main() {
    using boost::multiprecision::cpp_int;

    test(std::unordered_map<cpp_int, std::string> {
        { cpp_int(1) << 111, "one"   },
        { cpp_int(2) << 222, "two"   },
        { cpp_int(3) << 333, "three" },
    });

    test(boost::unordered_map<cpp_int, std::string> {
        { cpp_int(1) << 111, "one"   },
        { cpp_int(2) << 222, "two"   },
        { cpp_int(3) << 333, "three" },
    });
}

Huellas dactilares

void test(const Map&) [with Map = std::unordered_map<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::backends::cpp_int_backend<> >, std::basic_string<char> >]
one 2596148429267413814265248164610048
three   52494017394792286184940053450822912768476066341437098474218494553838871980785022157364316248553291776
two 13479973333575319897333507543509815336818572211270286240551805124608

void test(const Map&) [with Map = boost::unordered::unordered_map<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::backends::cpp_int_backend<> >, std::basic_string<char> >]
three   52494017394792286184940053450822912768476066341437098474218494553838871980785022157364316248553291776
two 13479973333575319897333507543509815336818572211270286240551805124608
one 2596148429267413814265248164610048

Como puede ver, la diferencia en la implementación entre unordered_map de Boost y la biblioteca estándar se muestra en los diferentes ordenamientos para hashes idénticos.

Answer 2

Solo para decir que acabo de agregar soporte de hashing nativo (para Boost.Hash y std :: hash) para desarrollar git. Funciona para todos los tipos de números, incluidos los de GMP, etc. Desafortunadamente, ese código no se lanzará hasta Boost-1.62 ahora.

La respuesta anterior que (ab) usa soporte de serialización, en realidad es extremadamente genial y bastante inteligente;) Sin embargo, no funcionaría si quisieras usar un hasher basado en vectores como CityHash, agregué un ejemplo de usar eso accediendo las extremidades directamente a los documentos: https://htmlpreview.github.io/?https://github.com/boostorg/multiprecision/blob/develop/doc/html/boost_multiprecision/tut/hash.html Acceso directo a las extremidades o la sugerencia de serialización funcionará con todas las versiones anteriores, por supuesto.