Rust 如何修改哈希集中不属于哈希计算的属性？

我有一个包含唯一id的结构，并将该id用于其哈希：

use std::borrow::Borrow;
use std::collections::HashSet;
use std::hash::{Hash, Hasher};

type Id = u32;

#[derive(Debug, Eq)]
struct Foo {
    id: Id,
    other_data: u32,
}

impl PartialEq for Foo {
    fn eq(&self, other: &Foo) -> bool {
        self.id == other.id
    }
}

impl Hash for Foo {
    fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
        self.id.hash(state);
    }
}

impl Borrow<Id> for Foo {
    fn borrow(&self) -> &Id {
        &self.id
    }
}

这是一种反模式吗；我应该使用HashMap吗

---

这在您当前的数据结构中是不可能的

HashSet故意不提供改变值的方法。正如您所提到的，在大多数情况下，改变哈希集中的值或哈希映射中的键将使哈希无效。API鼓励正确使用，甚至提到：

如果一个项被修改为该项的哈希值（由trait决定）或其相等值（由trait决定）在集合中时发生变化，则这是一个逻辑错误。这通常只能通过全局状态、I/O或不安全代码实现

这暗示了一种解决问题的方法，即使用内部可变性：

use std::cell::Cell;

#[derive(Debug, Eq)]
struct Foo {
    id: Id,
    other_data: Cell<u32>,
}

这是一个合理的做法，但我不会为此感到兴奋。相反，我将允许将我的类型分解为一个键和一个值，并将其存储在HashMap中，如前所述。差不多

impl Foo {
    // or insert_into_hashmap(self, &mut HashMap<Id, u32>)
    fn into_key_value(self) -> (Id, u32) {
        (self.id, self.other_data)
    }

    // Maybe a
    //
    // fn from_key_value(&'a Id, &'a u32) -> Self
    // or
    // fn from_hashmap(Id, &HashMap<Id, u32>) -> Self
}

// Maybe a
//
// struct FooRef<'a> { (or FooRefMut?) 
//     id: &'a Id,
//     other_data: &'a u32,
// }
//
// With a
// fn from_key_value(&'a Id, &'a u32) -> Self
// or
// fn from_hashmap(Id, &HashMap<Id, u32>) -> Self

fn main() {
    let mut baz = HashMap::new();
    let f = Foo {
        id: 1,
        other_data: 2,
    };
    let (k, v) = f.into_key_value();
    baz.insert(k, v);

    // See also HashMap::get_key_value
    if let Some(v) = baz.get_mut(&1) {
        *v = 3;
    }
}

---

这在您当前的数据结构中是不可能的

HashSet故意不提供改变值的方法。正如您所提到的，在大多数情况下，改变哈希集中的值或哈希映射中的键将使哈希无效。API鼓励正确使用，甚至提到：

如果一个项被修改为该项的哈希值（由trait决定）或其相等值（由trait决定）在集合中时发生变化，则这是一个逻辑错误。这通常只能通过全局状态、I/O或不安全代码实现

这暗示了一种解决问题的方法，即使用内部可变性：

use std::cell::Cell;

#[derive(Debug, Eq)]
struct Foo {
    id: Id,
    other_data: Cell<u32>,
}

这是一个合理的做法，但我不会为此感到兴奋。相反，我将允许将我的类型分解为一个键和一个值，并将其存储在HashMap中，如前所述。差不多

impl Foo {
    // or insert_into_hashmap(self, &mut HashMap<Id, u32>)
    fn into_key_value(self) -> (Id, u32) {
        (self.id, self.other_data)
    }

    // Maybe a
    //
    // fn from_key_value(&'a Id, &'a u32) -> Self
    // or
    // fn from_hashmap(Id, &HashMap<Id, u32>) -> Self
}

// Maybe a
//
// struct FooRef<'a> { (or FooRefMut?) 
//     id: &'a Id,
//     other_data: &'a u32,
// }
//
// With a
// fn from_key_value(&'a Id, &'a u32) -> Self
// or
// fn from_hashmap(Id, &HashMap<Id, u32>) -> Self

fn main() {
    let mut baz = HashMap::new();
    let f = Foo {
        id: 1,
        other_data: 2,
    };
    let (k, v) = f.into_key_value();
    baz.insert(k, v);

    // See also HashMap::get_key_value
    if let Some(v) = baz.get_mut(&1) {
        *v = 3;
    }
}

我相信在这种情况下，不安全代码是最好的途径

impl Foo {
    fn set_other_data(set: &mut HashSet<Foo>, id: &Id, data: u32) -> bool{
        match set.get(id) {
            Some(x) => {
                let p: *const Foo = x;
                let q: *mut Foo = p as *mut Foo;
                unsafe {
                    (*q).other_data = data;
                }
                return true;
            }
            None => return false,
        }
    }
}

fn main() {
    let mut baz = HashSet::new();
    baz.insert(Foo {
        id: 1,
        other_data: 2,
    });

    Foo::set_other_data(&mut baz, &1, 3);
    assert_eq!(3, baz.get(&1).unwrap().other_data);
}

正如谢普马斯特所引述：

如果一个项被修改为该项的哈希值（由trait决定）或其相等值（由trait决定）在集合中时发生变化，则这是一个逻辑错误。这通常只能通过全局状态、I/O或不安全代码实现

在这种情况下，哈希或Eq特征不使用其他_数据。所以它可以安全地变异。最大的危险是，在以后的某个时刻，Foo的Hash或Foo的Eq将被修改，并包含其他的_数据

不存在数据争用的危险，因为哈希集是可变借用的

其他选择：

分解：当Foo只有2个元素，但假设Foo包含许多元素时，这一点就起作用了。您是将Foo分解为其所有单独的元素，还是在Foo代码膨胀中创建子结构

封装：Silvio Mayolo建议将Foo封装在内部使用HashMap的类似HashSet的接口中。这使得API保持干净，只使用安全代码，但似乎需要更多的编程

我将非常感谢您的反馈，如果这看起来合理，我可以为HashSet的不安全fn get_mut提交一个功能请求。

我认为不安全代码是这种情况下的最佳途径

impl Foo {
    fn set_other_data(set: &mut HashSet<Foo>, id: &Id, data: u32) -> bool{
        match set.get(id) {
            Some(x) => {
                let p: *const Foo = x;
                let q: *mut Foo = p as *mut Foo;
                unsafe {
                    (*q).other_data = data;
                }
                return true;
            }
            None => return false,
        }
    }
}

fn main() {
    let mut baz = HashSet::new();
    baz.insert(Foo {
        id: 1,
        other_data: 2,
    });

    Foo::set_other_data(&mut baz, &1, 3);
    assert_eq!(3, baz.get(&1).unwrap().other_data);
}

正如谢普马斯特所引述：

如果一个项被修改为该项的哈希值（由trait决定）或其相等值（由trait决定）在集合中时发生变化，则这是一个逻辑错误。这通常只能通过全局状态、I/O或不安全代码实现

在这种情况下，哈希或Eq特征不使用其他_数据。所以它可以安全地变异。最大的危险是，在以后的某个时刻，Foo的Hash或Foo的Eq将被修改，并包含其他的_数据

不存在数据争用的危险，因为哈希集是可变借用的

其他选择：

分解：当Foo只有2个元素，但假设Foo包含许多元素时，这一点就起作用了。您是将Foo分解为其所有单独的元素，还是在Foo代码膨胀中创建子结构

封装：Silvio Mayolo建议将Foo封装在内部使用HashMap的类似HashSet的接口中。这使得API保持干净，只使用安全代码，但似乎需要更多的编程

---

非常感谢您的反馈，如果这看起来合理，我可以为HashSet的不安全fn get_mut提交一个功能请求。

或者这是一个反模式，我应该使用HashMap吗？我想你说得对极了。您需要一个具有不可变哈希部分和可变非哈希部分的数据结构，这正是HashMap提供给您的。@SilvioMayolo My structs包含其唯一ID。对于HashMap，如何确保键与结构包含的id值相对应？我建议将其封装在一个hashset中，如interf

---

王牌您可以在内部使用hashmap并封装关于ID的保证。或者这是一种反模式，我应该使用hashmap吗？我想你说得对极了。您需要一个具有不可变哈希部分和可变非哈希部分的数据结构，这正是HashMap提供给您的。@SilvioMayolo My structs包含其唯一ID。对于HashMap，如何确保键与结构包含的id值相对应？我建议将其封装在类似hashset的接口中。您可以在内部使用hashmap并封装关于ID的保证。我相信这段代码会导致未定义的行为，因此不能推荐它。这是一个Miri检测违规行为的地方。不，你不允许这样做，你不能改变应该设置为常量的东西。getid@ShepmasterMiri抱怨错误[E0080]：常量求值错误：正在访问的借用AliasNone在借用堆栈上不存在。但是，在我上面给出的代码中，不必担心任何其他线程会改变HashSet，因为HashSet是可变借用的：set:&mut HashSet。我不知道未定义的行为是什么。@HideFinder线程与未定义的行为无关。Rust编译器可以假设没有任何东西会改变不可变引用的引用值，除非有：一般来说，将&T类型转换为&mut T被认为是未定义的行为。我相信这段代码会导致未定义的行为，因此不能推荐。这是一个Miri检测违规行为的地方。不，你不允许这样做，你不能改变应该设置为常量的东西。getid@ShepmasterMiri抱怨错误[E0080]：常量求值错误：正在访问的借用AliasNone在借用堆栈上不存在。但是，在我上面给出的代码中，不必担心任何其他线程会改变HashSet，因为HashSet是可变借用的：set:&mut HashSet。我不知道未定义的行为是什么。@HideFinder线程与未定义的行为无关。Rust编译器可以假定不可变引用的引用值不会发生任何变化，除非存在：一般来说，将&T类型转换为&mut T被认为是未定义的行为。