为什么包含自定义对象的 STL 集需要 operator< 重载，而不是 operator==答案

【问题标题】：Why is operator< overloading necessary for STL set containing custom objects, instead of operator==为什么包含自定义对象的 STL 集需要 operator< 重载，而不是 operator==
【发布时间】：2020-12-26 16:39:48
【问题描述】：

我正在使用 C++11，我想使用 set 来存储我的自定义对象，因为我需要一个容器，它可以过滤具有相同值的元素。

这是我的自定义对象的类：

struct Ele
{
    int a, b, c;
}

据我了解，我需要重载函数operator==，因为set需要过滤具有相同值的元素。

但是，在阅读了这个链接：How do i insert objects into STL set之后，似乎我需要重载operator<，而不是operator==。

所以我的代码是这样的：

struct Ele {
    int a, b, c;
    friend bool operator<(const Ele &e1, const Ele &e2);
};
bool operator<(const Ele &e1, const Ele &e2)
{
    if (e1.a < e2.a) {
        return true;
    }
    if (e1.a == e2.a) {
        if (e1.b < e2.b) {
            return true;
        }
        if (e1.b == e2.b) {
            if (e1.c < e2.c) {
                return true;
            }
            return false;
        }
        return false;
    }
    return false;
}

并进行如下测试：

set<Ele> myset;
Ele e1;
e1.a = 1;
e1.b = 2;
e1.c = 3;
Ele e2;
e2.a = 1;
e2.b = 2;
e2.c = 3;
myset.insert(e1);
myset.insert(e2);
cout << myset.size() << endl;

嗯，输出是1，而不是2，这意味着e2的插入失败，因为e2的值与e1的值相同。

现在我很困惑。

据我了解，operator< 只是告诉编译器如何理解e1 < e2，编译器怎么知道如何理解e1 == e2？如果我想设置这样的规则怎么办：e1 == e2 only if e1.a == e2.b && e1.b == e2.c && e1.c == e2.a?

【问题讨论】：

Some reading，特别是严格的弱排序以及equiv是如何定义的。
因为std::set是一个有序容器，它需要知道元素之间的相对顺序，而不仅仅是两个元素相等？（请注意，< 也可用于检查是否相等。）
我们刚刚获得了 C++20，我们将获得 operator<=>。这可以做所有的比较。
如果你有 operator == 那么它对标准容器无效，因为标准容器期望如果 A==B 那么 B==A

标签： c++ c++11 stl set

【解决方案1】：

== 本身不足以定义排序，而 < 是。此外，所有其他关系运算符都可以转换为 operator<，只要允许您否定结果。

例如，a == b if !(a < b) 和 !(b < a)

< 是一种自然选择，因为按升序思考事物是很自然的。 > 可以被选中，但不会那么容易处理。

【讨论】：

<、<=、> 或 >= 中的任何一个都可以用来合成一个订单，但 < 是“最”自然的升序命令。 > 降序很自然

【解决方案2】：

operator< 是必需的，因为标准内部隐含地要求std::map 是一个需要元素之间某种排序的树状数据结构。请注意，仅使用operator< 即可生成所有比较函数。看看：

a == b <==> !(a < b) && !(b < a)
a > b <==> b < a
a >= b <==> !(a < b)

等等

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用==（和!）确保唯一性，但它的效率低于使用<（std::set）或哈希函数（std::unordered_set） .

考虑插入。只有==，您必须比较每个元素以验证您还没有相等的元素。 std::set 的元素保持有序，因此 insert 进行二进制搜索，查看的元素要少得多。 std::unordered_set 的元素根据哈希值保存在桶中，因此查找只需要搜索桶，而不是整个集合。

如Bathsheba's 回答中所述，您可以从< 合成一个相等函数

【讨论】：

【解决方案4】：

其他答案已经指出std::set 需要元素的排序，这需要为类型定义operator<。如果不关心排序，只关心唯一性，可以使用std::unordered_set。

另外，这里有一种更简洁的方法来实现比较：

bool operator<(const Ele &e1, const Ele &e2)
{
  return std::tie(e1.a, e1.b, e1.c) < std::tie(e2.a, e2.b, e2.c);
}

【讨论】：