c++ - 如何比较两个以 std::weak_ptr 为键的 std::maps？

Question

我有这样的代码:

#include <memory>
#include <map>

struct element {
  std::map<std::weak_ptr<int>, int> weights;
  bool operator<(const element &a) const { return this->weights < a.weights; }
};

int main() { return 0; }

我想比较这个类的两个实例，但是我得到了编译器错误:

/usr/include/c++/4.8/bits/stl_pair.h: In instantiation of ‘constexpr bool std::operator<(const std::pair<_T1, _T2>&, const std::pair<_T1, _T2>&) [with _T1 = const std::weak_ptr<int>; _T2 = int]’:
/usr/include/c++/4.8/bits/stl_pair.h:221:24: error: no match for ‘operator<’ (operand types are ‘const std::weak_ptr<int>’ and ‘const std::weak_ptr<int>’)
     { return __x.first < __y.first
/usr/include/c++/4.8/bits/stl_pair.h:222:23: error: no match for ‘operator<’ (operand types are ‘const std::weak_ptr<int>’ and ‘const std::weak_ptr<int>’)
       || (!(__y.first < __x.first) && __x.second < __y.second); }
/usr/include/c++/4.8/bits/stl_pair.h:222:65: error: body of constexpr function ‘constexpr bool std::operator<(const std::pair<_T1, _T2>&, const std::pair<_T1, _T2>&) [with _T1 = const std::weak_ptr<int>; _T2 = int]’ not a return-statement
       || (!(__y.first < __x.first) && __x.second < __y.second); }

看到no match for operator ，我添加了以下代码，但没有帮助。

// from boost::weak_ptr
template<typename T, typename U>
bool operator<(const std::weak_ptr<T> &a, const std::weak_ptr<U> &b)
{
  return a.owner_before(b);
}

当我尝试以下操作时，错误仍然存​​在:

• 正在添加 constexpr任何该运营商；
• 像这样向 map 添加一个自定义比较器:std::map<std::weak_ptr<int>, int, std::owner_less<std::weak_ptr<int>>> .

我可以通过以下方式编译这段代码:

1. 将运算符返回语句替换为:return true ;
2. 将权重成员的类型更改为不使用std::weak_ptr ，例如至 std::map<int, int> ;
3. 向不比较映射但比较每个键和值的类元素添加自定义比较运算符。

选项 1. 和 2. 只是为了测试，而不是一个选项； 3. 有可能，但我想了解为什么会出现此错误并尽可能使用标准库。根据我的理解，它应该编译:std::map有一个 operator< ，它比较内部树，它应该比较 pairs<key, data> ，它比较了这对中的第一个和第二个元素，这至少在 operator< 的情况下应该有效。对于 weak_ptr提供。

但它不起作用(至少不适用于 g++ 4.8.{1,2})，因此我的问题是:

• 为什么它不起作用，为什么我会收到此错误消息？
• 如何比较两个 maps与 weak_ptr作为关键？

更新，使用std::lexicographical_compare正如 KerrekSB 所建议的那样。

我正在尝试比较两个不同 map 。在下面的示例中，映射 m1 和 m2 具有相同的键，但使用此键存储不同的值。如果比较这两个映射，它们应该不相等，应该一个排在另一个之前。

#include <memory>
#include <map>
#include <iostream>

typedef std::owner_less<std::weak_ptr<int>> wp_less;
typedef std::map<std::weak_ptr<int>, int, wp_less> wp_map;
bool map_cmp(const wp_map &a, const wp_map &b)
{
  return std::lexicographical_compare(
    a.begin(), a.end(),
    b.begin(), b.end(),
    []( std::pair<std::weak_ptr<int> const, int> const & p, 
        std::pair<std::weak_ptr<int> const, int> const & q) -> bool 
      { return wp_less()(p.first, q.first); });
      //{ return wp_less()(p.first, q.first) 
      //    || ( ! (wp_less()(q.first, p.first)) && p.second < q.second); });
}

int main() 
{
  std::shared_ptr<int> sp_int(std::make_shared<int>(5));
  std::weak_ptr<int> wp_int(sp_int);
  wp_map m1, m2;
  m1[wp_int] = 1;
  m2[wp_int] = 2;
  std::cout << "m1 < m2=" << map_cmp(m1, m2) << "\nm2 < m1=" << map_cmp(m2, m1);
  return 0; 
}

显示的输出表明两者相等:

m1 < m2=0
m2 < m1=0

但它们不是，通过使用注释比较，结果变成:

m1 < m2=1
m2 < m1=0

所以这给我留下了:

• 我需要做什么才能让默认的字典序比较按照我想要的方式来比较这些对？
• 从问题的原始部分来看，为什么会出现此错误，特别是导致 constexpr 错误的原因？

Answer 1

不要使用裸< ，而是使用 std::lexicographical_compare 算法，您可以为其提供自定义谓词，例如 std::owner_less .

裸体<运算符使用默认版本的字典顺序与 std::less 进行比较谓词，它不适用于弱指针。

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有点啰嗦，给大家举个例子:

std::map<std::weak_ptr<int>, int, std::owner_less<std::weak_ptr<int>>> a, b;

return std::lexicographical_compare(
    a.begin(), a.end(),
    b.begin(), b.end(),
    [](std::pair<std::weak_ptr<int> const, int> const & p,
       std::pair<std::weak_ptr<int> const, int> const & q)
    -> bool { return std::owner_less<std::weak_ptr<int>>()(p.first, q.first); });

在此示例中，表达式 a < b等同于:

std::lexicographical_compare(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end())

这是行不通的，因为这会尝试比较对，而这又会尝试将弱指针与 std::less<std::weak_ptr<int>>() 进行比较。 . (问题当然是算法使用 iterators 并且不知道各自容器中的比较器对象。一般来说，没有理由为什么两个具有相同值类型的映射甚至应该使用完全相同的比较器。)

您可以根据 owner_before 编写类似的内容如果你想要的话。之美std::owner_less是它在同一次清洗中比较弱和共享指针。