如何在不重载 operator()、std::less、std::greater 的情况下为 std::multiset 提供自定义比较器？

Question

我想要一个用于以下代码的自定义比较器。但是，我不允许重载operator()、std::less、std::greater。

我尝试使用 lambda 实现此目的，但 gcc 不允许我将 auto 用作非静态成员。还有其他方法可以实现吗？

#include <iostream>
#include <map>
#include <set>

class Test 
{
public:
    // bool operator () (const int lhs, const int rhs) { // not allowed
    //     return lhs > rhs;
    // };    
    using list = std::multiset<int  /*, Test*/>;
    std::map<const char*, list> scripts;
};

int main() 
{
    Test t;
    t.scripts["Linux"].insert(5);
    t.scripts["Linux"].insert(8);
    t.scripts["Linux"].insert(0);

    for (auto a : t.scripts["Linux"]) {
        std::cout << a << std::endl;
    }

    std::cout << "end";
}

编辑：使用 lambda

class Test 
{
  public:
    auto compare = [] (const int a, const int b) { return a < b;}
    using list = std::multiset<int, compare>;    //here
    std::map<const char*, list> scripts;
};

错误：

'auto' not allowed in non-static class member
 auto compare = [] (const int a, const int b) { return a < b;}

Answer 1

您可以在构造函数中使用比较函数的函数指针：

main.cpp

#include <iostream>
#include <set>

using compType=bool(*)(int lhs, int rhs);

bool custom_compare_function(int lhs, int rhs)
{
    return lhs>rhs;
}


using list = std::multiset<int,compType>;
int main() {
    list l(&custom_compare_function);
    l.insert(1);
    l.insert(4);
    l.insert(2);
    for (auto& item: l) std::cout<<item<<std::endl;
}

产生输出

$ g++ main.cpp 
$ ./a.out 
4
2
1

Answer 2

I want a custom comparator for the following code. However, I cannot overload operator(), std::less, std::greater.

我假设您不允许超载 Test class 的 operator()，但可以是其他 class 的超载。如果是这样，创建一个内部 private 仿函数重载 operator() 并且它可能是别名 using list = std::multiset<int, Compare>;

的一部分

class Test
{
private:
    struct Compare
    {
        bool operator()(const int lhs, const int rhs) const /* noexcept */ { return lhs > rhs; }
    };

public:
    using list = std::multiset<int, Compare>;
    std::map<std::string, list> scripts;
};

I tried to achieve these using lambdas but gcc won't allow me to use auto as a non-static member. Any other way to make this work?

更新: 经过一段时间的研究，我找到了一个可行的方法^† 使用 lambda 函数。

想法是使用 std::multiset 的 decltype 和 custom lambda compare 作为 std::map [=41= 的键]脚本。除此之外，提供用于将条目插入 CustomMultiList.

的包装器方法

完整示例代码：(See live)

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <set>

// provide a lambda compare
const auto compare = [](int lhs, int rhs) noexcept { return lhs > rhs; };

class Test
{
private:
    // make a std::multi set with custom compare function  
    std::multiset<int, decltype(compare)> dummy{ compare };
    using CustomMultiList = decltype(dummy); // use the type for values of the map 
public:
    std::map<std::string, CustomMultiList> scripts{};
    // warper method to insert the `std::multilist` entries to the corresponding keys
    void emplace(const std::string& key, const int listEntry)
    {
        scripts.try_emplace(key, compare).first->second.emplace(listEntry);
    }
    // getter function for custom `std::multilist`
    const CustomMultiList& getValueOf(const std::string& key) const noexcept
    {
        static CustomMultiList defaultEmptyList{ compare };
        const auto iter = scripts.find(key);
        return iter != scripts.cend() ? iter->second : defaultEmptyList;
    }
};


int main()
{
    Test t{};
    // 1: insert using using wrapper emplace method
    t.emplace(std::string{ "Linux" }, 5);
    t.emplace(std::string{ "Linux" }, 8);
    t.emplace(std::string{ "Linux" }, 0);


    for (const auto a : t.getValueOf(std::string{ "Linux" }))
    {
        std::cout << a << '\n';
    }
    // 2: insert the `CustomMultiList` directly using `std::map::emplace`
    std::multiset<int, decltype(compare)> valueSet{ compare };
    valueSet.insert(1);
    valueSet.insert(8);
    valueSet.insert(5);
    t.scripts.emplace(std::string{ "key2" }, valueSet);

    // 3: since C++20 : use with std::map::operator[]
    t.scripts["Linux"].insert(5);
    t.scripts["Linux"].insert(8);
    t.scripts["Linux"].insert(0);

    return 0;
}

^† 直到 c++20 lambda are not default constructable and copyable. But, the std::map::operator[] does requered the mapped_type to be copy constructible and default constructible。因此，使用 std::map 的订阅运算符插入到 scripts 映射的值（即到 std::multiset<int, decltype(/*lambda compare*/)>）只能从 C++20 开始。

Answer 3

即使您可以按照自己的方式定义 lambda，您的方法也有问题。看看 the multiset declaration:

template<
    class Key,
    class Compare = std::less<Key>,
    class Allocator = std::allocator<Key>
> class multiset;

注意每个模板参数是一种类型（使用 class 关键字）。现在看看您是如何定义列表的：

using list = std::multiset<int, compare>;
                            ^      ^
                          type   value

第一个参数很好，但第二个参数不匹配。 Compare 参数需要是类型，而不是对象。解决这种情况的一种通用方法是将 compare 替换为 decltype(compare)，但这似乎不是您想要的（而且它对 lambda 类型有问题）。您似乎希望默认构造的 list 使用 compare 而不仅仅是相同类型的默认构造对象。

所以您需要的是 class，其默认构造对象以提供您想要的顺序的方式实现 operator()。由于我们正在处理 int，因此标准库有一些用于此目的的 ready-made 类型，即 std::less 和 std::greater.

using list = std::multiset<int, std::greater<int>>;

However, I cannot overload operator(), std::less, std::greater.

嗯...这表明示例代码可能是 over-simplified，因为不需要重载。好的，假设列表是某种更难处理的类型，比如：

class I { /* Internals not important for this example. */ };
using list = std::multiset<I, ???>;

如果允许修改 I，那么最简单的方法可能是为类型 I 的对象定义 operator>（或 operator<）。由于 std::greater（或 std::less）使用此运算符，您可以从标准模板中获得所需的顺序而无需重载它。

如果不允许您修改 I，那么我认为您只能自己编写 function object，因为这是 lambda 不合适的一种情况。幸运的是，classes 实现函数对象很容易编写； lambda 在其他情况下取代了它们，主要是因为 lambda 语法更方便。

struct CompareI {
    bool operator() (const I & lhs, const I & rhs) const { return /* fill this in */; }
};
using list = std::multiset<I, CompareI>;

虽然这定义了一个 operator()，但它不是重载。所以它应该满足给你的要求。

如何在不重载 operator()、std::less、std::greater 的情况下为 std::multiset 提供自定义比较器？

How to provide custom comparator for `std::multiset` without overloading `operator()`, `std::less`, `std::greater`?

c++

c++11

lambda

multimap

custom-compare