std::set 有重复条目答案

【问题标题】：std::set has duplicate entrystd::set 有重复条目
【发布时间】：2015-05-21 02:12:58
【问题描述】：

我有一组 3 个整数的元组，我不想要任何重复项。也就是说，我不希望 2 个条目具有相同的 3 个值。

这是我的代码。

struct Key{
    unsigned a;
    unsigned b;
    unsigned c;
  public:
    Key(unsigned _a, unsigned _b, unsigned _c) :
        a(_a),
        b(_b),
        c(_c) {}
    bool operator<(const Key& rhs) const
    {
        if (a < rhs.a) {
            return true;
        }
        if (b < rhs.b) {
            return true;
        }
        if (c < rhs.c) {
            return true;
        }
        return false;
    };
};
std::set<Key> myset;

但我有时会在myset 中看到重复项。我无法准确掌握导致添加重复条目的顺序。它并不总是发生。我的问题是，我的 operator< 函数是否存在本质问题？

【问题讨论】：

你能发布一些重复的值吗？
很好地为这个问题提出了正确的初始问题——通常是一个损坏的严格弱排序确实会导致这种情况。如果您以奇怪的方式使用该套装，您可能在其他地方也有 UB。
我试图简化我的问题。我测试的集合实际上具有元组的第一个元素，类型为“boost::asio::ip::address_v4”。鉴于我在集合中看到两次 (172.20.20.10, 4077, 17) 条目。

标签： c++ stl

【解决方案1】：

几乎是对的！但是你级联的太快了。

bool operator<(const Key& rhs) const
{
    if (a < rhs.a)
        return true;
    if (a > rhs.a)
        return false;

    if (b < rhs.b)
        return true;
    if (b > rhs.b)
        return false;

    return (c < rhs.c);
};

否则，例如，以下会给出错误的结果：

Key lhs{3,1,0};
Key rhs{2,2,0};

assert(lhs < rhs); // passes, wrongly, because !(3 < 2) but then (1 < 2).
                   // you need an immediate `return false` when !(3 < 2)

这样做更安全：

bool operator<(const Key& rhs) const
{
    return std::tie(a, b, c) < std::tie(rhs.a, rhs.b, rhs.c);
}

C++ 的标准库已经知道如何处理它，所以您不必这样做。

现在，您的错误如何导致 set 中的键重复？

Set 的内部算法依赖于严格的弱排序——当你打破这个前提条件时，你就打破了管理内部树的算法，内部树是使用这个排序作为它的圣经来构建和排列的。

基本上，所有的地狱都崩溃了。您可能会因此而崩溃。在您的情况下，症状稍微温和一些（至少现在是这样），数据树变形/损坏导致重复数据的外观。

如果你一开始就打破了先决条件并导致了 UB，那么试图推理导致特定结果的特定事件链是愚蠢的。

【讨论】：

谢谢。我发现排序是个问题，但我还不明白是否存在重复。
@SindhuraBandi：我想你已经明白了，因为你已经做出了逻辑推论来检查比较器。我已经在答案中添加了原因。
是的，我只是想形成一个示例序列。我现在知道了，非常感谢您的快速回复。
@SindhuraBandi：是的，很遗憾我无法复制它。有可能推导出来，但需要付出很大的努力。 :)
@LightnessRacesinOrbit 关键是标准通常只依赖< 对元素进行字典比较，而不是其他比较运算符（例如，operator< 用于元组，std::lexicographical_compare 等。）。当然，由于这些都是整数，所以这里没有区别。

【解决方案2】：

您的operator<() 不一致，因为key1<key2 和key2<key1 可能都为true（例如：key1={1,3,0}、key2={3,1,0}）。你应该给成员变量一个比较的优先级：

    if (a < rhs.a) {
        return true;
    } else if (a == rhs.a) {
        if (b < rhs.b) {
            return true;
        } else if (b == rhs.b) {
            if (c < rhs.c) {
                return true;
            }
        }
    }
    return false;

【讨论】：

感谢您的澄清。我看到我的比较函数有一些排序问题。但是它可以接受重复吗？
cpp reference 声明相等性由!comp(a,b) && !comp(b,a) 检查，这也应避免与您的operator<() 重复。不知道为什么你会看到重复。
@jhnnslschnr：除非订购满足前提条件，否则它是UB。您关于!comp(a,b) && !comp(b,a) 的断言是false，因为comp(a,b) == comp(b,a) 的顺序不正确，这显然是荒谬的。看我的回答。
@LightnessRacesinOrbit 好的，UB 是一个公平的观点，任何事情都有可能发生。
对于不相等的a 和b，我的意思是：D

【解决方案3】：

您确实可以使用标准类std::tuple 作为键。

尽管如此，操作符可以通过以下方式定义

bool operator <( const Key &rhs ) const
{
    return
    ( a < rhs.a ) ||
    ( !( rhs.a < a ) && ( b < rhs.b ) ) ||
    ( !( rhs.a < a ) && !( rhs.b < b ) && ( c < rhs.c ) );
};

这个操作符可以工作，你只需要为对象 a、b 和 c 的类型定义operator < 当然对于算术类型它已经定义了。

其实是一样的

#include <tuple>

//...

bool operator <( const Key &rhs ) const
{
    return std::tie( a, b, c ) < std::tie( rhs.a, rhs.b, rhs.c );
}

【讨论】：