实现自定义类型比较的三种改写方法 -- 以set＜Point＞为例

最新推荐文章于 2025-02-12 22:27:58 发布
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分类专栏： C++ 文章标签： c++
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前置

模板 – 打印

见 CppBaseDay21

重载 <<

os 是泛化的 std::ostream：

  • 在 operator<< 函数中，os 是 std::ostream 的引用，这意味着它可以代表任何具体的输出流，例如 std::cout、std::ofstream（文件输出流）、std::ostringstream（字符串输出流）等。
  • 当你向 operator<< 传递 std::cout 时，os 实际上就是 std::cout 的引用；但你也可以将其他流传递给 os，例如文件流对象或字符串流对象。

cout 是特定的 std::ostream 实例：

  • std::cout 是一个具体的 std::ostream 实例，它与标准输出（通常是终端/控制台）相关联。你可以直接用 std::cout 来向屏幕打印消息。
  • cout 不能替代 os，因为 os 可以是任何输出流，而 cout 仅指向标准输出。

使用namespace std { }的原因

当我们对标准库模板进行特化时，必须将特化放入 std 命名空间，因为这些模板是在 std 命名空间中定义的。如果不放在 std 命名空间中，编译器将无法将其视为对标准模板的特化，而是会当成一个独立的新模板。

第一种方式 – 模板的特化

类模板特化 template<> struct less<Point>

//类模板定义
template <class/typename T, ...>
class 类名{
//类定义．．．．．．
};

//chatgpt给出的示例：
namespace std {
    template <class T>	//less<Point> 是对模板 less<T> 的特化，Point 是 T 的具体类型
    struct less {
       ……
    };
}

//代码中的写法 
template <>
struct less<Point>//模板的特化
{
	……
}

  • template<>：这是模板特化的语法，表示我们将为模板类 std::less 提供一个特化版本，用于处理 Point 类型。

  • struct less<Point>：我们在 std::less 模板中为 Point 类型提供特化，即定义一个新的规则用于比较 Point 对象。。

这个特化会覆盖默认的 std::less 行为–在标准库中，std::less 是一个类模板，用于定义对象之间的比较操作（通常是 < 运算符）。它的默认实现会使用 < 运算符来比较对象。

struct less<Point> 是对 std::less 这个模板类的特化，这里的 Point 具体化了模板参数 T。

less 是类名，T 是一个类型参数。这个模板类可以用来创建不同类型的比较器，例如 less<int>、less<double> 等。

  • operator()：这是重载的函数调用运算符，定义了 less<Point> 如何比较两个 Point 对象。在这个例子中，我们首先比较 x 坐标，如果 x 坐标相等，则比较 y 坐标。

为什么要末尾要加const–成为const成员函数被调用

const/非const对象 以及 const/非const函数

在 const 对象上调用成员函数：

  • 只能调用 const 成员函数。
  • 不能调用非常量成员函数。

在非常量对象上调用成员函数：

  • 可以调用 const 和非 const 成员函数（优先，没有再调用const版本）。
chatgpt例子
class MyClass {
public:
    int value;

    // 非 const 成员函数
    void setValue(int v) {
        value = v; // 修改值
    }

    // const 成员函数
    int getValue() const {
        return value; // 只读
    }
};

int main() {
    MyClass obj; // 非 const 对象
    obj.setValue(5); // 可以调用
    int val = obj.getValue(); // 可以调用

    const MyClass constObj; // const 对象
    // constObj.setValue(10); // 错误，不能调用非 const 成员函数
    int constVal = constObj.getValue(); // 可以调用 const 成员函数

    return 0;
}
set源码中的成员函数operator()

看看吧。。。主要看图，格式就是这样要求的。。。

STL 容器（如 std::set、std::map）通常会使用传递的比较函数来比较元素。为了保证这些比较函数能够在使用时不改变容器中元素的状态，STL 要求这些函数必须是 可调用的（invocable）并且应该是 const 的。

以下是个人猜想。。。

set底层是const修饰的，因此set的对象只能调用const 成员函数

所以bool operator()(const Point &lhs,const Point &rhs)后面要加 const

//error
bool operator()(const Point &lhs,const Point &rhs) {……}

bool operator()(const Point &lhs,const Point &rhs) const {……}

在这里插入图片描述

//默认的模板
#if 0
namespace std
{
template <class T>
struct less
{
    bool operator()(const T &lhs, const T &rhs) const
    {
        return lhs < rhs;
    }
};
}//end of namespace std
#endif

形式

template <>
struct less<Point>//模板的特化
{
	……
}

代码1

在这里插入图片描述

#include <math.h>
#include <iostream>
#include <set>

using std::cout;
using std::endl;
using std::set;

//模板 -- 打印
template <typename Container>    //typename - class 
void display(const Container & con){
    for(auto & elem : con){
        cout << elem << " ";
    }
    cout << endl;
}

class Point
{
public:
    Point(int ix = 0, int iy = 0)
    : _ix(ix)
    , _iy(iy)
    {
    }

    //计算点到原点的距离
    float getDistance() const
    {
        return hypot(_ix, _iy);
    }

    int getX() const
    {
        return _ix;
    }

    int getY() const
    {
        return _iy;
    }

    ~Point()
    {
    }

    friend std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs);   //Point

private:
    int _ix;
    int _iy;
};

//由于是自定义模板，需要重载 <<
//同时由于需要访问Point类的私有成员，因此在Point类中需要把该函数声明为友元
std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs){
    os << "(" << rhs._ix << "," << rhs._iy << ")";
    return os;
}


//第一种 -- 模板的特化
namespace std
{
template <>
struct less<Point>  //less是类名，T是一个类型参数。例如 less<int>、less<double> 等。
{
    //比较2个Point类对象
    bool operator()(const Point &lhs,const Point &rhs) const
    {   
        cout << "template<> struct less" << endl;
        // x 和 y均采用升序的方式比较大小
        if(lhs.getX() < rhs.getX())
        {
            return true;
        }else if(lhs.getX() == rhs.getX()){
            if(lhs.getY() < rhs.getY()){
                return true;
            }else{
                return false;
            }
        }
        else    //lhs.getX() > rhs.getX()
        {
            return false;
        }
    } 
};
}   //end of namespace std


//第二种 -- 运算符重载


//第三种 -- 函数对象



void test0(){
    set<Point> number = {
        Point(1, 2),
        Point(-1, 2),
        Point(1, 4),
        Point(1, 2),
        Point(1, -2),
        Point(3, 2),
    };

    display(number);
}

int main()
{
    test0();       
    return 0;
}

第二种方式 – 函数对象

形式

struct ComparePoint
{
	……
}

代码2

在这里插入图片描述

#include <math.h>
#include <iostream>
#include <set>

using std::cout;
using std::endl;
using std::set;

//模板 -- 打印
template <typename Container>    //typename - class 
void display(const Container & con){
    for(auto & elem : con){
        cout << elem << " ";
    }
    cout << endl;
}

class Point
{
public:
    Point(int ix = 0, int iy = 0)
    : _ix(ix)
    , _iy(iy)
    {
    }

    //计算点到原点的距离
    float getDistance() const
    {
        return hypot(_ix, _iy);
    }

    int getX() const
    {
        return _ix;
    }

    int getY() const
    {
        return _iy;
    }

    ~Point()
    {
    }

    friend std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs);   //Point
    
    //friend struct ComparePoint;	//好像没将函数对象作为友元，代码运行也可以成功。。。
    								//因为使用了getX() 之类的函数，可以直接访问私有成员

private:
    int _ix;
    int _iy;
};

//由于是自定义模板，需要重载 <<
//同时由于需要访问Point类的私有成员，因此在Point类中需要把该函数声明为友元
std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs){
    os << "(" << rhs._ix << "," << rhs._iy << ")";
    return os;
}

//第一种 -- 模板的特化

//第二种 -- 函数对象
struct ComparePoint
{
    //比较2个Point类对象
    bool operator()(const Point &lhs,const Point &rhs) const
    {   
        cout << "struct ComparePoint" << endl;
        // x 和 y均采用升序的方式比较大小
        if(lhs.getX() < rhs.getX())
        {
            return true;
        }else if(lhs.getX() == rhs.getX()){
            if(lhs.getY() < rhs.getY()){
                return true;
            }else{
                return false;
            }
        }
        else    //lhs.getX() > rhs.getX()
        {
            return false;
        }
    } 
};

//第三种 -- 运算符重载



void test0(){
    set<Point,ComparePoint> number = {
        Point(1, 2),
        Point(-1, 2),
        Point(1, 4),
        Point(1, 2),
        Point(1, -2),
        Point(3, 2),
    };

    display(number);
}

int main()
{
    test0();       
    return 0;
}

第三种方式 – 运算符重载

形式

bool operator<(const Point & lhs,const Point & rhs)
{
	……
}

代码

在这里插入图片描述

#include <math.h>
#include <iostream>
#include <set>

using std::cout;
using std::endl;
using std::set;

//模板 -- 打印
template <typename Container>    //typename - class 
void display(const Container & con){
    for(auto & elem : con){
        cout << elem << " ";
    }
    cout << endl;
}

class Point
{
public:
    Point(int ix = 0, int iy = 0)
    : _ix(ix)
    , _iy(iy)
    {
    }

    //计算点到原点的距离
    float getDistance() const
    {
        return hypot(_ix, _iy);
    }

    int getX() const
    {
        return _ix;
    }

    int getY() const
    {
        return _iy;
    }

    ~Point()
    {
    }

    friend std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs);   //Point

    friend bool operator<(const Point &lhs, const Point &rhs);  // < 运算符重载

private:
    int _ix;
    int _iy;
};

//由于是自定义模板，需要重载 <<
//同时由于需要访问Point类的私有成员，因此在Point类中需要把该函数声明为友元
std::ostream & operator<<(std::ostream & os,const Point & rhs){
    os << "(" << rhs._ix << "," << rhs._iy << ")";
    return os;
}

//第一种 -- 模板的特化

//第二种 -- 函数对象

//第三种 -- 运算符重载
bool operator<(const Point & lhs,const Point & rhs){
    cout << "bool operator<" << endl;
    if(lhs.getX() < rhs.getX())
        {
            return true;
        }else if(lhs.getX() == rhs.getX()){
            if(lhs.getY() < rhs.getY()){
                return true;
            }else{
                return false;
            }
        }
        else    //lhs.getX() > rhs.getX()
        {
            return false;
        }
}



void test0(){
    set<Point> number = {
        Point(1, 2),
        Point(-1, 2),
        Point(1, 4),
        Point(1, 2),
        Point(1, -2),
        Point(3, 2),
    };

    display(number);
}

int main()
{
    test0();       
    return 0;
}

补充

如果模板的特化 和 运算符重载同时存在

优先调用 模板的特化

在这里插入图片描述

完整版代码

//setPoint_three.cc

#include <math.h>
#include <iostream>
#include <set>

using std::cout;
using std::endl;
using std::set;

template <typename Container>
void display(const Container &con)
{
    for(auto &elem : con)
    {
        cout << elem << "  ";
    }
    cout << endl;
}

class Point
{
public:
    Point(int ix = 0, int iy = 0)
    : _ix(ix)
    , _iy(iy)
    {
    }

    //计算点到原点的距离
    float getDistance() const
    {
        return hypot(_ix, _iy);
    }

    int getX() const
    {
        return _ix;
    }

    int getY() const
    {
        return _iy;
    }

    ~Point()
    {
    }

    friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Point &rhs);
    friend bool operator<(const Point &lhs, const Point &rhs);
    friend struct ComparePoint;

private:
    int _ix;
    int _iy;
};

std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Point &rhs)
{
    os << "(" << rhs._ix
       << ", " << rhs._iy
       << ")";

    return os;
}

bool operator<(const Point &lhs, const Point &rhs)
{
    cout << "bool operator<" << endl;
    if(lhs.getDistance() < rhs.getDistance())
    {
        return true;
    }
    else if(lhs.getDistance() == rhs.getDistance())
    {
        if(lhs._ix < rhs._ix)
        {
            return true;
        }
        else if(lhs._ix == rhs._ix)
        {
            if(lhs._iy < rhs._iy)
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

struct ComparePoint
{
    bool operator()(const Point &lhs, const Point  &rhs) const
    {
        cout << "struct ComparePoint" << endl;
        if(lhs.getDistance() < rhs.getDistance())
        {
            return true;
        }
        else if(lhs.getDistance() == rhs.getDistance())
        {
            if(lhs._ix < rhs._ix)
            {
                return true;
            }
            else if(lhs._ix == rhs._ix)
            {
                if(lhs._iy < rhs._iy)
                {
                    return true;
                }
                else
                {
                    return false;
                }
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
        else
        {
            return false;
        }

    }
};

#if 0
namespace std
{
template <class T>
struct less
{
    bool operator()(const T &lhs, const T &rhs) const
    {
        return lhs < rhs;
    }
};
}//end of namespace std
#endif

//命名空间的扩展
namespace  std
{

template <>
struct less<Point>//模板的特化
{
    bool operator()(const Point &lhs, const Point &rhs) const
    {
        cout << "template<> struct less" << endl;
        if(lhs.getDistance() < rhs.getDistance())
        {
            return true;
        }
        else if(lhs.getDistance() == rhs.getDistance())
        {
            if(lhs.getX() < rhs.getX())
            {
                return true;
            }
            else if(lhs.getX() == rhs.getX())
            {
                if(lhs.getY() < rhs.getY())
                {
                    return true;
                }
                else
                {
                    return false;
                }
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
};

}//end of namespace std
 
void test()
{
    set<Point> number = {
    /* set<Point, ComparePoint> number = { */
        Point(1, 2),
        Point(-1, 2),
        Point(1, 4),
        Point(1, 2),
        Point(1, -2),
        Point(3, 2),
    };
    display(number);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    test();
    return 0;
}
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2301_76841210的博客
06-03 616
标准库函数中的setmap等容器都可以保证一定的大小顺序, 并且可以覆盖默认的比较函数实现自定义的排序需求. 在各类博文中, 有大量不同方式自定义排序函数并实现相关需求的方式, 作为一名c++小白, 决定将各种方式学习一下, 彻底弄懂自定义比较函数的相关问题.我们以set为例详细说明.set是c++标准库提供的一个容器, 他提供了一个保序的集合, 集合中的元素不可重复. 具体模板声明如下其中Key是保存的元素类型;Compare是比较器的类型, 也是本文讨论的重点;Allocator。
【c语言】字符串比较 | API仿真
努力让自己的能力配得上梦想.
05-06 975
字符串比较 目录 一、字符串比较 二、strncmp仿真 声明： 指针方式定义： 调用测试： 运行结果：
C字符串库函数（一）【自用】
qq_52150515的博客
03-22 697
c语言常用字符串库函数。strlen strcpy strcmp strcat strstr
C语言，(自定义函数）字符串的拷贝、连接、比较（综合性）
weixin_58064203的博客
10-27 1353
一个C语言程序是由一个主程序和若干子程序组成。(程序 函数)函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C 程序都至少有一个函数，即主函数main()，所有子程序（子函数）在主函数中进行声明（执行main函数时，搜索到若干个子程序，并调用，得到返回值(根据类型的不同，例：void类型，适用于地址传递，无需返回值)，再次回到主函数中）函数是C程序的基本单位，被调用的函数可以是系统提供的库函数，也可以是用户根据需要自己定义的函数。您可以把代码划分到不同的函数中。
如何从std :: ostream派生实现自定义的输出流类
aflyeaglenku的博客(QQ1010316426）
07-14 3697
本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。（合作洽谈请联系QQ：1010316426） 缘起： 笔者的项目产品上一般使用C风格的库记录运行日志，日志库的接口是如printf样式。近日，需要引入其他模块（不同途径获取）的代码，但是发现这个模块记录日志是使用C++的流式风格。因代码里巨大，手动修改费时费力（不符合程序员做事风格），于是笔者想到是否可以将流式的log只通过替换其日志宏 从而实现在不修改代码的前提下将流式转为printf式，从而完成log部分的整合。 //printf风格 void write_.
C语言自定义函数比较字符串,C语言中处理字符串的各种自定义函数.doc
weixin_35665984的博客
05-17 387
C语言中处理字符串的各种自定义函数关于strcpy,strcmp,strcat,strlen的自定义函数，它是为了避免调用库函数对代码兼容的局限性。要注意如下一些问题：1． 检查输入的两个指针是否有效；2． 检查两个字符串是否以NULL结尾；3． 检查目标指针的空间是否大于等于原字符串的空间。一． strcpy自定义char * sef_strcpy(char *str1,char *str2){...
自定义比较方法1 仿函数（set，map）
2301_78094384的博客
02-12 290
需要一个类型来作为它的比较器，而函数不是类型。即使你有一个函数，你也需要将其包装在一个仿函数中才能作为模板参数使用。不过，C++ 提供了一种方式来简化这一过程——通过使用标准库中的。自己写的类，必须自定义比较方法才能使用，为 set 自定义比较方法，及第二个参数，只能使用仿函数，不能使用函数。但是，通常更简单和推荐的方法是直接定义一个仿函数结构体或类，并将其作为模板参数。或者自定义仿函数封装函数指针。
C++ STL set详解
qq_34999565的博客
03-23 2641
template< class Key, class Compare = std::less<Key>, class Allocator = std::allocator<Key> > class set; std::set是一种关联型容器，是一个排序集合，可以用来存放Key类型的对象。set集合里的对象都是唯一的，所以通常可以用set来做去重。其中排序是通过Compare这个对比函数对象来完成的，因为要排序，对于自定义类型需要告诉编译器这个...
C++ostream的使用
sinat_31608641的博客
09-05 4773
在 C++中，ostream表示输出流，英文”output stream“的简称。在 C++中常见的输出流对象就是标准输出流cout，很少自定义ostream的对象，更多的是直接使用cout。那么 ostream 有什么用呢，来看一个场景： class CPoint { public: CPoint(int x_,int y_):x(x_),y(y_){} int x,y; }; 这里定义了一个简单的类CPoint，如果我们实例化该类过后，想要打印对象的值： CPoint po.
vue实现地图
最新发布
03-24
### Vue 中实现地图功能的概述 在现代 Web 开发中，Vue 是一种流行的前端框架，用于构建用户界面。结合地图服务 API（如百度地图、Google 地图或其他第三方地图服务），可以在 Vue 应用程序中轻松实现地图展示与交互。 以下是基于 Vue 的地图功能实现方法及其示例代码： --- #### 1. 安装依赖并引入地图 API 脚本 为了使用百度地图的功能，在项目中需要先引入百度地图 JavaScript API 文件 `bmap_offline_api_v3.0.min.js`[^1]。可以通过 `<script>` 标签手动加载或者通过 npm 包管理工具安装对应的插件。 如果选择在线方式加载脚本，则可以直接在 HTML 文件头部加入如下代码： ```html <script type="text/javascript" src="https://api.map.baidu.com/api?v=3.0&ak=您的API密钥"></script> ``` 对于离线开发环境，也可以下载官方提供的 SDK 并将其放置于本地服务器路径下再引用。 --- #### 2. 初始化地图组件 创建一个简单的 Vue 组件来承载地图实例化逻辑。下面展示了如何定义模板结构以及设置初始参数的过程。 ##### 示例代码：Vue 配置地图显示区域 ```vue <template> <div id="allmap" style="width: 100%; height: 500px;"></div> </template> <script> export default { name: 'BaiduMap', mounted() { this.initMap(); }, methods: { initMap() { const map = new BMapGL.Map('allmap'); // 创建 Map 实例 map.centerAndZoom(new BMapGL.Point(116.28019, 40.049191), 19); // 设置中心点坐标和缩放级别 map.enableScrollWheelZoom(true); // 启动鼠标滚轮放大缩小 map.setHeading(64.5); // 设置角度偏移量 map.setTilt(73); // 设定倾斜度数 } } }; </script> ``` 上述代码片段实现了基本的地图渲染效果，并设置了特定视点位置[^3]。 --- #### 3. 增强用户体验——添加标记物或覆盖层 为了让地图更加实用，通常还需要增加一些额外特性比如标注兴趣点 (POI)，绘制多边形边界等等。这里给出一个小例子说明怎样向地图添加自定义图标作为地标提示信息框。 ##### 添加 Marker 图标到指定地点 ```javascript const point = new BMapGL.Point(116.28019, 40.049191); const marker = new BMapGL.Marker(point); // 将 Marker 添加至地图对象内部 map.addOverlay(marker); // 可选配置项 - 当点击该 Marked 显示气泡窗口内容 marker.addEventListener("click", function () { alert(`您选择了这个位置 ${point.lng}, ${point.lat}`); }); ``` 以上部分演示了如何动态生成地理实体并与之绑定事件处理器。 --- #### 4. 使用 Setup 语法糖简化逻辑处理 随着 Vue 3 版本发布以来，“Composition API” 成为推荐的新模式之一。“Setup” 函数允许开发者更灵活地组织业务状态管理和副作用控制流。下面是采用此风格改写的版本。 ##### Composition API 改写版 ```vue <template> <div ref="mapContainer" class="map-container"></div> </template> <script lang="ts"> import { onMounted, ref } from 'vue'; export default { setup() { const mapContainer = ref(null); onMounted(() => { if (!mapContainer.value) return; const map = new BMapGL.Map(mapContainer.value as HTMLElement); map.centerAndZoom(new BMapGL.Point(116.28019, 40.049191), 19); map.enableScrollWheelZoom(); const point = new BMapGL.Point(116.28019, 40.049191); const marker = new BMapGL.Marker(point); map.addOverlay(marker); marker.addEventListener('click', () => window.alert(`Position clicked at (${point.lng},${point.lat})`) ); }); return { mapContainer }; } } </script> <style scoped> .map-container { width: 100%; height: 500px; } </style> ``` 这段代码采用了 TypeScript 类型声明支持的同时也体现了响应式编程的优势[^2]。 --- ### 总结 综上所述，借助 Vue 框架能够快速搭建起具备高度可定制性的地图应用解决方案。无论是基础的地图呈现还是高级别的三维场景模拟都可以依靠相应扩展库完成。
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