是否不可能将 STL 映射与结构体作为键一起使用？

Question

我有以下代码：

struct Node
{
  int a;
  int b;
};

Node node;
node.a = 2;
node.b = 3;

map<int, int> aa;
aa[1]=1; // OK.

map<Node, int> bb;
bb[node]=1; // Compile error.

当我尝试将结构 Node 的实例映射到 int 时，出现编译错误。为什么？

Answer 1

如果您确实不需要按键对数据进行排序，则可以使用新的 unordered_map：

#include <unordered_map>

... 

std::tr1::unordered_map<Node, int> aa;  // Doesn't require operator<(Node, Node)

您需要一个最新的编译器才能使其工作。

更新
正如 Neil 指出的，如果您想要带有 Node 键的 unordered_map，则需要一个专门的哈希函数。

struct NodeHash : std::unary_function<Node, size_t>
{ 
    size_t operator()(Node const & node) const
    {
        return static_cast<size_t>(node.a + 1) * static_cast<size_t>(node.b + 1);
    }
};

然后映射变成：

 std::tr1::unordered_map<Node, int, NodeHash> aa;

另外，正如 sellibitze 所说，在哈希冲突的情况下需要一个运算符 == 来比较键：

bool operator==(const Node & lhs, const Node & rhs)
{
    return lhs.a == rhs.a && rhs.b == rhs.b;
}

所以我想 std::map 毕竟更容易使用。

Answer 2

您能否发布编译器错误 - 他们的目的是告诉您，出了什么问题。

我猜您会发生错误，因为 Node 没有实现地图所需的比较运算符来识别其元素。

Answer 3

由于 std::map 按其键排序，因此您必须定义如何比较两个 Node 对象。自 C++11 起，您还可以使用 lambda 表达式 而不是定义比较运算符。因此，您可以将代码保持简短，如下所示：

int main() {
    Node node{ 2, 3 };

    auto comp = [](const Node& n1, const Node& n2) {
        return n1.a < n2.a || (n1.a == n2.a && n1.b < n2.b);
    };
    std::map<Node, int, decltype(comp)> bb(comp);
    bb[node] = 1;

    for (auto const &kv : bb)
        std::cout << kv.first.a << ", " << kv.first.b << ": " << kv.second << std::endl;

    return 0;
}

输出：

2、3：1

请根据您的需要替换 lambda 表达式的主体。

Ideone 上的代码

Answer 4

对于可用作映射中的键的事物，您必须能够使用operator<() 对其进行比较。您需要将这样的运算符添加到节点类中：

struct Node
{
 int a;
 int b;

 bool operator<( const Node & n ) const {
   return this->a < n.a;   // for example
 }
};

当然，真正的运算符的作用取决于比较对您的结构的实际含义。

Answer 5

您必须告诉 std::map 如何比较 Node 对象。默认情况下，它尝试使用小于运算符来执行此操作。但是您没有为 Node 提供任何小于运算符。最简单的解决方案是提供一个。

自由函数示例：

bool operator<(Node const& n1, Node const& n2)
{
    return n1.a<n2.a || (n1.a==n2.a && n1.b<n2.b);
}

请注意，对于任何带有 !(x 和 !(y 的节点对象 x,y 对，映射将考虑 x 和y 相等（相同的键）。

Answer 6

您需要定义小于运算符来启用您的节点类型的比较：

struct Node
{
 int a;
 int b;
};

bool operator<(Node const& n1, Node const& n2)
{  
   // TODO: Specify condition as you need
   return ... ;
}

在这里您可以检查LessThan Comparable 表示用户定义类型。

替代解决方案是基于 std::binary_function。从设计的角度来看，此选项具有优势，因为比较与 Node 类有效地解耦。这使得可以定义专门用于不同比较条件（函子）的映射。

#include <map>

struct Node
{
 int a;
 int b;
};

struct NodeLessThan
    : public std::binary_function<Node, Node, bool>
{
    bool operator() (Node const& n1, Node const& n2) const
    {
        // TODO: your condition
        return n1.a < n2.a;
    }
};

int main()
{
    Node node;
    node.a = 2;
    node.b = 3;

    typedef std::map<Node, int, NodeLessThan> node_map_t;
    node_map_t bb;
    bb[node] = 1;
}

因此，您可以定义更多的比较，而不仅仅是 NodeLessThan，例如使用不同的条件或仅通过 Node::a 进行比较，另一个比较两个组件 Node:: a 和 Node::b。然后，定义不同类型的映射：

typedef std::map<Node, int, NodeLessThan>    node_map_t;
typedef std::map<Node, int, NodeLessThanByA> node_map_a_t;

这种解耦侵入性较小（根本不接触 Node 类），并且有利于实现更具可扩展性的解决方案。