C++에서 pair(쌍)를 키로 사용하는 unordered_map 생성 방법

이번 튜토리얼에서는 C++에서 pair(쌍)를 키로 사용하는 unordered_map을 생성하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

C++의 unordered_map은 기본적으로 pair 타입에 대한 해시 함수(hash function)를 제공하지 않습니다. 따라서 특정 pair에 대한 해시 값을 사용하려면, 사용자가 직접 해시 함수를 정의하여 명시적으로 전달해 주어야 합니다.

아래 예제에서는 두 개의 정수를 묶은 pair를 키로 사용하는 unordered_map을 만들기 위해, 커스텀 해시 구조체인 hash_pair를 정의하고 이를 맵 선언 시 세 번째 템플릿 인자로 전달하는 방식을 보여줍니다.

예제 코드

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 임의의 pair에 대한 해시를 수행하는 구조체
struct hash_pair {
    template <class T1, class T2>
    size_t operator()(const pair<T1, T2>& p) const {
        auto hash1 = hash<T1>{}(p.first);
        auto hash2 = hash<T2>{}(p.second);
        return hash1 ^ hash2; // 두 해시 값을 결합
    }
};

int main() {
    // 커스텀 해시 함수를 명시적으로 전달
    unordered_map<pair<int, int>, bool, hash_pair> um;

    // 키로 사용할 pair 생성
    pair<int, int> p1(1000, 2000);
    pair<int, int> p2(2000, 3000);
    pair<int, int> p3(2005, 3005);

    um[p1] = true;
    um[p2] = false;
    um[p3] = true;

    cout << "Contents of the unordered_map : \n";
    for (auto p : um)
        cout << "[" << (p.first).first << ", " << (p.first).second << "] ==> " << p.second << "\n";

    return 0;
}

실행 결과

Contents of the unordered_map :
[1000, 2000] ==> 1
[2005, 3005] ==> 1
[2000, 3000] ==> 0

코드 설명

hash_pair 구조체: operator()를 오버로딩하여 pair의 첫 번째 요소와 두 번째 요소 각각에 대해 std::hash를 적용한 뒤, XOR(^) 연산으로 두 해시 값을 결합합니다. 이렇게 만들어진 값이 해당 pair의 최종 해시 값이 됩니다.

unordered_map 선언: unordered_map<pair<int, int>, bool, hash_pair>처럼 세 번째 템플릿 인자에 커스텀 해시 함수를 지정함으로써, pair를 키로 사용할 수 있게 됩니다.

이후에는 일반적인 unordered_map과 동일하게 대괄호 연산자([])를 통해 값을 삽입하거나 조회할 수 있으며, 범위 기반 for문을 이용해 모든 요소를 순회하며 출력할 수 있습니다.