C++でユーザー定義クラスをキーとしたunordered_mapの作成方法を解説

このチュートリアルでは、C++でユーザー定義クラスをキーとして使用するunordered_map（ハッシュマップ）を作成する方法について解説します。

std::unordered_mapは、intやstringなどの組み込み型をキーにする場合、標準ライブラリがデフォルトのハッシュ関数を提供しています。しかし、独自に定義したクラスや構造体をキーとして扱いたい場合は、その型に対応したハッシュ関数を自分で用意する必要があります。具体的には、ハッシュ関数を関数オブジェクト（ファンクタ）として定義し、unordered_mapのテンプレート引数の第3引数に渡します。さらに、キーの同値性を判定するために、operator==も定義しておく必要があります。

実装例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
//キーとして使用するクラスのオブジェクト
struct Person {
    string first, last;
    Person(string f, string l){
        first = f;
        last = l;
    }
    bool operator==(const Person& p) const{
        return first == p.first && last == p.last;
    }
};
class MyHashFunction {
    public:
    //文字列の長さの合計をハッシュ値として使用
    size_t operator()(const Person& p) const{
        return p.first.length() + p.last.length();
    }
};
int main(){
    unordered_map<Person, int, MyHashFunction> um;
    Person p1("kartik", "kapoor");
    Person p2("Ram", "Singh");
    Person p3("Laxman", "Prasad");
    um[p1] = 100;
    um[p2] = 200;
    um[p3] = 100;
    for (auto e : um) {
        cout << "[" << e.first.first << ", " << e.first.last << "] => " << e.second << '\n';
    }
    return 0;
}

出力結果

[Laxman, Prasad] => 100
[kartik, kapoor] => 100
[Ram, Singh] => 200

コードのポイント

• operator==の定義：Person構造体に等価比較演算子を定義し、unordered_mapがキーの重複を正しく判定できるようにしています。
• カスタムハッシュ関数：MyHashFunctionクラスでoperator()をオーバーロードし、姓と名の文字数の合計をハッシュ値として返しています。
• テンプレート引数の指定：unordered_map<Person, int, MyHashFunction>のように、第3引数にカスタムハッシュ関数を指定します。

なお、このハッシュ関数は文字数の合計のみを使用しているため、異なる名前でも同じハッシュ値になる（衝突が発生する）可能性があります。operator==による同値判定が正しく機能するためマップ自体は正常に動作しますが、衝突が増えると検索性能が低下する点には注意が必要です。実務では、各文字の文字コードを組み合わせるなど、より分散性の高いハッシュ関数を採用することが推奨されます。