std::set 使用操作符<

Question

这个问题与我在这里的另一个问题有点相关：link（参见 cmets 中的讨论）。基本上，我遇到了以下问题：

我有一堂课node。其中有一些字段，最重要的是：G、H 和 pos（pos 是 Qt 的 QPoint，但为了示例，我已经将其重写为我自己的类 Point。请看下面的例子：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <set>

class Point
{
public:
    int _x, _y;
    Point() : _x(0), _y(0) {}
    Point(int x, int y) : _x(x), _y(y) {}
    bool operator==(const Point& p) const { return _x == p._x && _y == p._y; }
    bool operator!=(const Point& p) const { return _x != p._x && _y != p._y; }
};

class node
{
public:
    node() {}
    node(const Point& p) : pos(p) {}
    bool operator==(const node& o) const { return pos == o.pos; }
    bool operator==(const Point& o) const { return pos == o; }
    bool operator!=(const node& o) const { return pos != o.pos; }
    bool operator<(const node& o) const { return G + H < o.G + o.H; }
    Point pos;
    std::shared_ptr<node> parent;
    int G = 0;
    int H = 0;
};

int main()
{
    node n1(Point(6, 7));
    n1.G = 1;
    n1.H = 1;
    node n2(Point(1, 1));
    n2.G = 2;
    n2.H = 2;
    node n3(Point(2, 2));
    n3.G = 1;
    n3.H = 1;
    std::set<node> nodes;
    nodes.insert(n1);
    nodes.insert(n2);
    nodes.insert(n3);
    auto min = (*std::min_element(nodes.begin(), nodes.end())).pos;
    std::cout << min._x << " " << min._y << '\n';
    std::cout << nodes.size() << '\n';
}

这个程序的输出是：

>main.exe
6 7
2

所以搜索最低元素是成功的（使用operator<）。所以这就是我想要的。但正如你所看到的，我创建的三个nodes 有不同的.pos 字段（基本上是坐标）。所以我希望他们所有人都出现在一个集合中。换句话说，你可以说每个节点的“唯一性”应该由.pos字段决定（实际上是使用这个字段的operator==，我上面定义的）。其中一个节点被认为不是唯一的，因为std::set 使用operator< 比较其元素。所以n1 和n3 具有相同的G+H 值并且它们被认为是相等的（输出第二行中的2 是集合元素的数量-> 2，而不是3）。

在我知道std::set 使用operator< 来比较相等之前，我已经写了operator== 和operator!=，认为该集合将使用其中一个来比较我班级的对象。但它使用operator<。

所以我的问题是为什么它实际上使用这个运算符。使用operator==或operator!=不是更方便吗？

对我来说，这有点让工作复杂化，因为我必须想出另一种方法来编写 operator< 或使用不同的容器（因此编写 lambda），或者我可以使用 .pos 比较 operator< 并重写 @ 987654352@本人（取G和H在账户中的总和，而不是.pos字段）

Answer 1

您尝试实现的目标违反了std::set 的Strict Weak Ordering 要求。基本上，如果您有 2 个数字，并且两者都不小于另一个，那么它们一定是相同的！它们也不能不同（使用不同的语法检查时）。

您的所有比较运算符都应该一致地定义，以便您的类型有一个清晰的值概念。您的类型中的哪些成员显着，即对价值有贡献？可能还有其他成员，但绝不应在比较运算符中检查它们。

一个例子是std::vector。如果两个vectors 都包含a, b, c，那么它们是相等的。它们可能有不同数量的未使用存储空间 (vector.capacity())，但这不是任一对象的 值 的一部分。

如果你有时间，John Lakos has presented about this 和 Alexander Stepanov has written about it。