您如何构建比较功能？

Question

我经常遇到这种情况，尤其是在 C++ 中进行排序时，我会比较一系列字段以比较更大的结构。 一个简化的例子：

struct Car{
    Manufacturer make;
    ModelName model;
    Year year;
};

bool carLessThanComparator( const Car & car1, const Car & car2 ){
    if( car1.make < car2.make ){
        return true;
    }else if( car1.make == car2.make ){
        if( car1.model < car2.model ){
            return true;
        }else if( car1.model == car2.model ){
            if( car1.year < car2.year ){
                return true;
            }
        }
    }

    return false;
}

我本能的方法似乎很麻烦，尤其是对于超过 3 个字段。 您将如何用 C++ 构建这一系列比较？ 其他语言是否提供更简洁或更优雅的语法？

Answer 1

就我个人而言，我建议不要像我们在这里推荐的那样使用 != 或 == 运算符 - 这要求参数/成员同时具有 less then 和 equal 运算符，只是为了对包含它们的类进行 less then 检查 - 仅使用less then 运算符就足够了，并且可以为您节省冗余和将来潜在的缺陷。

我建议你写：

bool operator<(const Car &car1, const Car &car2) 
{
    if(car1.make < car2.make)
        return true;
    if(car2.make < car1.make)
        return false;

    if(car1.model < car2.model)
        return true;
    if(car2.model < car1.model)
        return false;

    return car1.year < car2.year;
}

Answer 2

我知道这是一个老问题，但对于未来的访问者：现代 C++11 解决方案是使用 std::tie

struct Car{
    Manufacturer make;
    ModelName model;
    Year year;
};

bool operator<(Car const& lhs, Car const& rhs)
{
    return std::tie(lhs.make, lhs.model, lhs.year) < std::tie(rhs.make, rhs.model, rhs.year);
}

std::tie 将结构体转换为 std::tuple 以便上面的比较运算符委托给 std::tuple::operator<。 这反过来又根据成员编组到 std::tie 的顺序进行字典顺序比较。

词典比较的短路方式与该问题的其他解决方案相同。 但它甚至足够简洁，可以在 C++ lambda 表达式中动态定义。 对于具有私有数据成员的类，最好在类内部定义为 friend 函数。

Answer 3

bool carLessThanComparator( const Car & car1, const Car & car2 ){
    return (
      ( car1.make  < car2.make  ) or (( car1.make  == car2.make  ) and
      ( car1.model < car2.model ) or (( car1.model == car2.model ) and
      ( car1.year  < car2.year  ) 
      )));

——马库斯Q

Answer 4

就我个人而言，我会重写 ==、<、> 以及任何其他所需的运算符。 这将清理代码，不是在比较时，而是在您需要进行比较时。
对于实际的比较本身，我会像 Crashworks 所说的那样编写。

bool operator<(const Car &car1, const Car &car2) {
    if(car1.make < car2.make)
        return true;
    if(car1.make != car2.make)
        return false;
    if(car1.model < car2.model)
        return true;
    if(car1.model != car2.model)
        return false;
    return car1.year < car2.year;
}

Answer 5

我想知道与OP相同的事情并偶然发现了这个问题。 阅读答案后，我受到 janm 和 RnR 的启发，编写了一个 lexicographyalMemberCompare 模板函数，该函数仅在比较成员上使用 operator< 。 它还使用 boost::tuple 以便您可以指定尽可能多的会员如你所愿。 这是：

#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/tuple/tuple.hpp>

template <class T, class Cons>
struct LessThan
{
    static bool compare(const T& lhs, const T& rhs, const Cons& cons)
    {
        typedef LessThan<T, typename Cons::tail_type> NextLessThan;
        typename Cons::head_type memberPtr = cons.get_head();
        return lhs.*memberPtr < rhs.*memberPtr ?
            true :
            (rhs.*memberPtr < lhs.*memberPtr  ?
                false :
                NextLessThan::compare(lhs, rhs, cons.get_tail()));
    }
};

template <class T>
struct LessThan<T, class boost::tuples::null_type>
{
    static bool compare(const T& lhs, const T& rhs,
                        const boost::tuples::null_type& cons)
    {
        return false;
    }
};

template <class T, class Tuple>
bool lexicographicalMemberCompare(const T& lhs, const T& rhs,
                                  const Tuple& tuple)
{
    return LessThan<T, typename Tuple::inherited>::compare(lhs, rhs, tuple);
}

struct Car
{
    std::string make;
    std::string model;
    int year;
};

bool carLessThanCompare(const Car& lhs, const Car& rhs)
{
    return lexicographicalMemberCompare(lhs, rhs,
        boost::tuples::make_tuple(&Car::make, &Car::model, &Car::year));
}

int main()
{
    Car car1 = {"Ford", "F150", 2009};
    Car car2 = {"Ford", "Escort", 2009};
    std::cout << carLessThanCompare(car1, car2) << std::endl;
    std::cout << carLessThanCompare(car2, car1) << std::endl;
    return 0;
}

希望这对某人有用。

Answer 6

好吧，如果你的函数在 if 子句中返回，则不需要显式的 else，因为它已经被释放了。 这可以节省“缩进谷”：

bool carLessThanComparator( const Car & car1, const Car & car2 ) {
    if( car1.make < car2.make )
        return true;

    if ( car1.make != car2.make )
        return false;

    if( car1.model < car2.model )
        return true;

    if( car1.model != car2.model )
        return false;

    if( car1.year < car2.year )
        return true;

    return false;
}

我也喜欢 MarkusQ 的 LISPish 短路方法。

Answer 7

如果这种情况经常发生，您可以将这样的模板放入公共标头中：

template<typename T, typename A1, typename A2, typename A3>
bool
do_less_than(
        const typename T& t1,
        const typename T& t2,
        const typename A1 typename T::* a1,
        const typename A2 typename T::* a2,
        const typename A3 typename T::* a3)
{
    if ((t1.*a1) < (t2.*a1)) return true;
    if ((t1.*a1) != (t2.*a1)) return false;
    if ((t1.*a2) < (t2.*a2)) return true;
    if ((t1.*a2) != (t2.*a2)) return false;
    return (t1.*a3) < (t2.*a3);
}

根据需要为不同数量的参数添加其他模板。 对于每个小于函数，您可以执行如下操作：

bool carLessThanComparator(const Car& car1, const Car& car2)
{
    return do_less_than(car1, car2, &Car::make, &Car::model, &Car::year);
}