运算符<比较多个字段

Question

我有以下运算符

    inline bool operator < (const obj& a, const obj& b) 
    {
        if(a.field1< b.field1)
            return true;
        else
            return a.field2 < b.field2;
    }

我觉得这是不正确的，如果不对成员变量进行第三次比较测试，您将无法做到这一点，但我找不到任何这不起作用的示例。 那么这真的会像预期的那样排序吗？ 谢谢

编辑： 我会把它编码为：

    inline bool operator < (const obj& a, const obj& b) 
    {
        if(a.field1< b.field1)
            return true;
                    else if(a.field1> b.field1)
            return false;
        else
            return a.field2 < b.field2;
    }

有什么不同吗？我问是因为我知道我的经验是正确的，但也比第一个更长

Answer 1

我想自己做这一切..

只有当Obj::field1 的值相等时，才应该比较Obj::field2 的值。

通俗易懂的方式：

/* This will meet the requirements of Strict-Weak-Ordering */

if (a.field1 != b.field1) return a.field1 < b.field1;
else                      return a.field2 < b.field2;

正确（推荐）方式：

“正确”的实现方式只使用operator<比较字段，下面看起来比实际复杂。

然而，它会产生与之前编写的易于理解示例相同的结果。

return a.field1 < b.field1 || (
  !(b.field1 < a.field1) && a.field2 < b.field2
);

---

一定有一种方法可以实现operator<而不引起很多头痛？

C++11

您可以使用 STL 中的std::tuple 来定义多个字段，例如在下面的示例中。

#include <utility>

...

inline bool
operator< (Obj const& lhs, Obj const& rhs)
{
  return std::tie (lhs.field1, lhs.field2) < std::tie (rhs.field1, rhs.field);
}

C++03

如果您的编译器尚不支持 C++11，而您只需比较每个对象的两个字段，则可以改用 std::pair。

std::make_pair 的原因与前面使用std::tie 的示例相同。

#include <utility>

...

inline bool
operator< (Obj const& lhs, Obj const& rhs)
{
  return std::make_pair (lhs.field1, lhs.field2)
       < std::make_pair (rhs.field1, rhs.field2);
}

^{使用std::pair 将需要创建成员的副本，这在某些情况下是不可取的。}

这真的是推荐的练习吗？

请参阅以下问题/答案以获取更多信息，但要总结一下； c++11 的方法不会造成太大的开销，而且实现起来非常简单。

• Implementing comparision operators via 'tuple' and 'tie', a good idea?

Answer 2

想想如果a.field1 大于b.field1 但a.field2 小于b.field2 会发生什么。在这种情况下，您仅根据field2 进行比较，这不是您想要的。

您只想在field1 字段相等的情况下使用field2，因此您正在寻找类似（伪代码）的东西：

if a.field1 < b.field1: return true
if a.field1 > b.field1: return false
# field1s is equal here.
return a.field2 < b.field2

Answer 3

没有。你还需要抓住(a.field1 > b.field1)。

这不是严格的弱排序，因为它会给出(1,2) < (2,1)，但也会给出(2,1) < (1,2)。

Answer 4

这是一个依赖逻辑短路规则来避免显式分支的版本

template<typename T>
bool operator< (T const& a, T const& b)
{
        return (
                 ( a.field1 < b.field1 ) || (( a.field1 == b.field1 ) &&
                 ( a.field2 < b.field2 ))
        );
}

这假设您的原始类型 field1 有一个 operator==。为超过 2 个字段键入此内容会变得乏味，但如果您的类 obj 将字段存储在 std::array<T, N> 中，对于某些类型 T 和大小 N，您可以使用 std::lexicographical_compare

template<typename T, int N>
struct obj
{
    std::array<T, N> field;
};

bool operator< (obj const& a, T const& b)
{
        return std::lexicographical_compare(
            a.field.begin(), a.field.end(), 
            b.field.begin(), b.field.end()
        );
}

请注意，有一篇草稿 N3326 讨论了为类类型自动添加运算符 == 和 <。

Answer 5

下面描述的我的方法涉及一些宏，但在许多情况下仍然有用。也许这样的事情也可以用内联函数来完成。

#define CMP_LT2(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
#define CMP_GT2(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define CMP_LTE2(a, b) ((a) <= (b) ? (a) : (b))
#define CMP_GTE2(a, b) ((a) >= (b) ? (a) : (b))
#define CMP_EQ2(a, b) ((a) == (b))
#define CMP_NEQ2(a, b) ((a) != (b))
#define CMP_LT3(a, b, c) (CMP_EQ2(a, b) ? (c) : CMP_LT2(a, b))
#define CMP_GT3(a, b, c) (CMP_EQ2(a, b) ? (c) : CMP_GT2(a, b))
#define CMP_LTE3(a, b, c) (CMP_EQ2(a, b) ? (c) : CMP_LT2(a, b))
#define CMP_GTE3(a, b, c) (CMP_EQ2(a, b) ? (c) : CMP_GT2(a, b))
#define CMP_EQ3(a, b, c) ((a) == (b) ? (c) : false)
#define CMP_NEQ3(a, b, c) ((a) != (b) ? true : (c))

然后假设你有：

struct Point3D {
    double x;
    double y;
    double z;
};

然后你写：

struct Point3D {
    double x;
    double y;
    double z;

    bool operator<(const Point3D& other) const noexcept
    {
        return CMP_LT3(z, other.z,
               CMP_LT3(y, other.y,
               CMP_LT2(x, other.x)));
    }
};

Answer 6

您可以在 c++11 或更高版本中使用可变参数模板

template<typename T>
bool less_than( const T& a, const T& b )
{
    return a < b;
}

template<typename T, typename... Args>
bool less_than( const T& a, const T& b, Args... args )
(
    if ( a < b )
          return true;
    else if ( b < a )
          return false;
    else
          return less_than(  args...  );
)

那么你会调用 as

return less_than(a.x,b.x,
                 a.y,b.y,
                 a.z,b.z);

只要类型有