C++ STL 重载运算符小于号的巧妙

探讨了两种类字典序比较的实现方式,一种通过单一小于号实现,另一种则结合使用小于号与等于号。分析了当成员变量为对象时,不同实现方式所需的运算符重载差异。

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一天,无意中看到如下类定义:

            class Foo

            {

                    int a1;

                    int a2;

                   //方案一

                     bool operator<(const Foo& other)  const //类字典序比较方式

                    {

                            return ((a1<other.a1) || (!(other.a1<a1) && (a2<other.a2));

                    }

            }

        怪在哪呢?就怪在粗体字的部分的,看上去挺别扭的写法,不就是

            //方案二

            bool operator<(const Foo& other)  const

            {

                if(a1<other.a1 || (a1==other.a1 && a2<other.a2))

                    return true;

                return false;

            }

        这样不是更清晰?!难道是妙在少了一行代码???

       其实谜底在于,方案一只用了一个小于号,而方案二却用了小于号与等于号,多了一个等于号;更正式来说

是要多重载一个==号,例子中的a1,a2是基本类型,其==操作已默认实现,但当a1或a2为类时,就得自己重

载a1或a2的“==”运算符了。

        换言之,在a1或a2为对象时,

                方案一:只须重载小于运算符

                方案二:必须重载小于运算符以及“==”运算符

 
### C++ 中 `map` 使用自定义键类型时重载小于号运算符 当使用自定义类型的对象作为 `std::map` 的键时,需要提供一种方法让 `std::map` 能够比较这些对象。通常的做法是在该类内部重载 `<` 运算符[^2]。 对于简单的数据类型如整数,可以直接利用默认的小于号进行比较;但对于复杂的数据结构或类,则需显式地定义其比较逻辑。这可以通过在类内实现一个成员函数形式的二元运算符来完成: ```cpp class MyClass { public: int id; // 构造函数... // 重载 < 运算符以便 std::map 可以比较 MyClass 对象 bool operator<(const MyClass& other) const { return this->id < other.id; } }; ``` 如果希望改变默认升序排序方式为降序或其他特定顺序,可以创建一个新的仿函数(Functor),并将其传递给 `std::map` 的第三个模板参数。例如,在上述例子基础上进一步修改以支持基于某个字段的逆向排序: ```cpp struct MyMapCompare { bool operator()(const MyClass& lhs, const MyClass& rhs) const { return lhs.id > rhs.id; // 改变这里即可调整排序规则 } }; // 定义带有自定义比较器的地图 std::map<MyClass, ValueType, MyMapCompare> my_custom_map; ``` 需要注意的是,C++ STL 容器中的 `map` 默认是以红黑树为基础构建起来的数据结构,因此每当执行插入或删除操作时都需要维持平衡性质不变。为此,编译器会频繁调用所提供的比较函数/仿函数来进行节点间的相对位置判断[^4]。
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