Ruby <=> 的实现 组合器

Question

人们常常希望在产品数据类型上实现 <=> （比较或“太空飞船”）运算符，即具有多个字段的类（所有这些字段（我们希望！） ) 已经实现了 <=>)，按特定顺序比较字段。

def <=>(o)
    f1 < o.f1 && (return -1)
    f1 > o.f1 && (return  1)
    f2 < o.f2 && (return -1)
    f2 > o.f2 && (return  1)
    return 0
end

这既乏味又容易出错，尤其是对于很多字段。 它很容易出错，以至于我经常觉得应该对该函数进行单元测试，这只会增加乏味和冗长。

Haskell 提供了一种特别好的方法来做到这一点：（

import Data.Monoid (mappend)
import Data.Ord (comparing)

-- From the standard library:
-- data Ordering = LT | EQ | GT

data D = D { f3 :: Int, f2 :: Double, f1 :: Char } deriving Show

compareD :: D -> D -> Ordering
compareD = foldl1 mappend [comparing f1, comparing f2, comparing f3]

对于那些不熟悉 fold 的人，上面的内容扩展为

comparing f1 `mappend` comparing f2 `mappend` comparing f3

生成一个可以应用于两个 D 的函数，生成一个 Ordering。）

compareD 的定义非常简单，它显然是正确的，即使没有静态类型检查，我也不觉得需要对其进行单元测试。

实际上，这个问题可能比这更有趣，因为我可能不想只使用标准 <=> 运算符，而是在不同时间以不同方式排序，例如：

sortByOrderings :: [a -> a -> Ordering] -> [a] -> [a]
sortByOrderings = sortBy . foldl1 mappend

sortByF3F1 = sortByOrderings [comparing f3, comparing f1]
sortByF2F3 = sortByOrderings [comparing f2, comparing f3]

所以，问题：

1. 在 Ruby 中实现此类事情的典型方法是什么？
2. 使用标准库中定义的内容最好的方法是什么？
3. 相比之下，我们可以与上面的 Haskell 代码有多接近，以及它的可靠性如何？ 如果需要，如何确保字段具有正确实现的 <=> 或 < 和 > 运算符？

顺便说一句，虽然这是一个 Ruby 问题，但如果本网站的前辈们同意的话，我很乐意考虑对 Haskell 技术进行主题讨论。 请随意评论这是否合适，如果合适，也请将此帖子标记为“haskell”。

Answer 1

为了使自定义排序规则更易于管理，我做了以下操作：在我需要排序的所有类上，我定义返回数组的“to_sort”方法，然后覆盖 <=>; 使用 to_sort：

class Whatever
  def to_sort
    [@mainkey,@subkey,@subsubkey]
  end

  def <=>(o)
    self.to_sort <=> o.to_sort
  end
end

因此，对任何 Whats 数组进行排序（包括 Whatvers 和 Whathaveothers 和 Whathaveyours 的异构数组，所有这些都实现特定于类型的 to_sort 函数和相同的 <=> 覆盖）只是在内部转移到对数组数组进行排序。

Answer 2

这是你的想法的即兴表演。 它没有定义任何额外的常量，允许您使用实例变量和方法的任意组合来比较两个对象，在不等于时提前退出，并包含 Comparable 定义的所有方法。

class Object
    def self.compare_by(*symbols)
        include Comparable
        dispatchers = symbols.map do |symbol|
          if symbol.to_s =~ /^@/
            lambda { |o| o.instance_variable_get(symbol) }
          else
            lambda { |o| o.__send__(symbol) }
          end
        end
        define_method('<=>') do |other|
          dispatchers.inject(0) do |_,dispatcher|
            comp = dispatcher[self] <=> dispatcher[other]
            break comp if comp != 0
            comp
          end
        end
    end
end

class T
    def initialize(name,f1,f2,f3)
      @name,@f1, @f2, @f3 = name,f1, f2, f3;
    end

    def f1
      puts "checking #@name's f1"
      @f1
    end
    def f3
      puts "checking #@name's f3"
      @f3
    end

    compare_by :f1, :@f2, :f3
end

w = T.new('x',1,1,2)
x = T.new('x',1,2,3)
y = T.new('y',2,3,4)
z = T.new('z',2,3,5)

p w < x   #=> checking x's f1
          #   checking x's f1
          #   true
p x == y  #=> checking x's f1
          #   checking y's f1
          #   false
p y <= z  #=> checking y's f1
          #   checking z's f1
          #   checking y's f3
          #   checking z's f3
          #   true

如果您愿意，您可以在其中插入一些额外的错误检查以确保
用于比较的值实际上响应 <=> （使用 respond_to? '<=>'），并尝试
在没有提供的情况下给出更清晰的错误消息。

Answer 3

我采用了与 Rampion 类似的方法，但想要处理属性可能nil 的情况。

module ComparableBy
  def comparable_by(*attributes)
    include Comparable

    define_method(:<=>) do |other|
      return if other.nil?
      attributes.each do |attribute|
        left  = self.__send__(attribute)
        right = other.__send__(attribute)
        return -1 if left.nil?
        return 1 if right.nil?
        comparison = left <=> right
        return comparison unless comparison == 0
      end
      return 0
    end
  end
end

示例用法：

SomeObject = Struct.new(:a, :b, :c) do
  extend ComparableBy
  comparable_by :a, :b, :c
end

Answer 4

好吧，这里有一个对 Object 扩展的快速破解，以一种看起来相当不错的方式实现这一点。

class Object

    def self.spaceship_uses(*methods)
        self.const_set(:SPACESHIP_USES, methods)
    end

    def <=>(o)
        raise(NoMethodError, "undefined method `<=>' for #{self.inspect}") \
            unless self.class.const_defined?(:SPACESHIP_USES)
        self.class.const_get(:SPACESHIP_USES).each { |sym|
            self.send(sym) < o.send(sym) && (return -1)
            self.send(sym) > o.send(sym) && (return  1)
        }
        return 0
    end

end

class T

    def initialize(f1, f2) @f1, @f2 = f1, f2; end

    attr_reader    :f1, :f2
    spaceship_uses :f1, :f2

end

这当然不会处理任何类型问题，以确保为 SPACESHIP_USES 中的方法返回的对象正确实现 < 和 > 。 但作为 Ruby，这可能没问题，不是吗？

简短的评论可以对此发表评论，但我有兴趣在其他答案中看到详细的讨论和扩展。