如何使用带有用户定义类型的std :: maps作为键?

问题描述 投票:53回答:7

我想知道为什么我不能将STL映射与用户定义的类一起使用。当我编译下面的代码时,我收到以下神秘的错误消息。这是什么意思?此外,为什么它只发生在用户定义的类型? (当它们用作密钥时,原始类型是可以的。)

C:\ MinGW \ bin .. \ lib \ gcc \ mingw32 \ 3.4.5 ........ \ include \ c ++ \ 3.4.5 \ bits \ stl_function.h ||在成员函数`bool std :: less <_Tp> :: operator()(const _Tp&,const _Tp&)const [with _Tp = Class1]':

C:\ MinGW \ bin .. \ lib \ gcc \ mingw32 \ 3.4.5 ........ \ include \ c ++ \ 3.4.5 \ bits \ stl_map.h | 338 |从`_Tp&std ::实例化map <_Key,_Tp,_Compare,_Alloc> :: operator [](const _Key&)[with _Key = Class1,_Tp = int,_Compare = std :: less,_Alloc = std :: allocator>]'|

C:\ Users \ Admin \ Documents \ dev \ sandbox \ sandbox \ sandbox.cpp | 24 |从此处实例化|

C:\ MinGW \ bin .. \ lib \ gcc \ mingw32 \ 3.4.5 ........ \ include \ c ++ \ 3.4.5 \ bits \ stl_function.h | 227 |错误:不匹配'运算符<'in'__ x <__y'| || ===构建完成:1个错误,0个警告=== |

#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

class Class1
{
public:
    Class1(int id);

private:
    int id;
};

Class1::Class1(int id): id(id)
{}

int main()
{
    Class1 c1(1);

    map< Class1 , int> c2int;
    c2int[c1] = 12;

    return 0;
}
c++ stl maps
7个回答
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实际上,您不必为您的班级定义operator<。您也可以为它创建一个比较器函数对象类,并使用它来专门化std::map。扩展你的例子:

struct Class1Compare
{
   bool operator() (const Class1& lhs, const Class1& rhs) const
   {
       return lhs.id < rhs.id;
   }
};

std::map<Class1, int, Class1Compare> c2int;

恰好,std::map的第三个模板参数的默认值是std::less,它将委托给你的类定义的operator<(如果没有,则失败)。但有时你希望对象可以用作地图键,但你实际上并没有任何有意义的比较语义,因此你不想通过在你的类上提供operator<来混淆人们。如果是这种情况,您可以使用上述技巧。

实现同样目标的另一种方法是专门化std::less

namespace std
{
    template<> struct less<Class1>
    {
       bool operator() (const Class1& lhs, const Class1& rhs) const
       {
           return lhs.id < rhs.id;
       }
    };
}

这样做的好处是它将被std::map“默认”选中,但你不会将operator<暴露给客户端代码。


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默认情况下,std::map(和std::set)使用operator<来确定排序。因此,您需要在类上定义operator<

两个对象被认为是equivalent if !(a < b) && !(b < a)

如果出于某种原因,你想使用不同的比较器,可以将map的第三个模板参数更改为std::greater


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您需要为Class1定义operator <

Map需要使用operator <来比较值,因此当用户定义的类用作键时,您需要提供相同的值。

class Class1
{
public:
    Class1(int id);

    bool operator <(const Class1& rhs) const
    {
        return id < rhs.id;
    }
private:
    int id;
};

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键必须具有可比性,但您尚未为自定义类定义合适的operator<


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class key
{
    int m_value;
public:
    bool operator<(const key& src)const
    {
        return (this->m_value < src.m_value);
    }

};
int main()
{
    key key1;
    key key2;
    map<key,int> mymap;
    mymap.insert(pair<key,int>(key1,100));
    mymap.insert(pair<key,int>(key2,200));
    map<key,int>::iterator iter=mymap.begin();
    for(;iter!=mymap.end();++iter)
    {
        cout<<iter->second<<endl;
    }


}

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我想在Pavel Minaev的answer上稍微扩展一下,在阅读我的答案之前你应该阅读。如果要比较的成员(例如问题代码中的id)是私有的,Pavel提出的两个解决方案都不会编译。在这种情况下,VS2013会为我抛出以下错误:

错误C2248:'Class1 :: id':无法访问类'Class1'中声明的私有成员

正如SkyWalker在关于Pavel的答案中的comments所提到的那样,使用friend声明会有所帮助。如果你想知道正确的语法,这里是:

class Class1
{
public:
    Class1(int id) : id(id) {}

private:
    int id;
    friend struct Class1Compare;      // Use this for Pavel's first solution.
    friend struct std::less<Class1>;  // Use this for Pavel's second solution.
};

Code on Ideone

但是,如果您的私有成员具有访问权限功能,例如getId()用于id,如下所示:

class Class1
{
public:
    Class1(int id) : id(id) {}
    int getId() const { return id; }

private:
    int id;
};

然后你可以使用它而不是friend声明(即你比较lhs.getId() < rhs.getId())。从C++11开始,你也可以使用lambda expression作为Pavel的第一个解决方案,而不是定义比较器函数对象类。将所有内容放在一起,代码可以如下所示:

auto comp = [](const Class1& lhs, const Class1& rhs){ return lhs.getId() < rhs.getId(); };
std::map<Class1, int, decltype(comp)> c2int(comp);

Code on Ideone


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正确的解决方案是为您的班级/结构专业化std::less

•基本上cpp中的映射实现为二进制搜索树。

  1. BST比较节点的元素以确定树的组织。
  2. 元素比父节点的比较小的节点位于父节点的左侧,而元素比父节点元素大的节点位于右侧。即

对于每个节点,node.left.key <node.key <node.right.key

BST中的每个节点都包含元素,并且在映射的情况下,它的KEY和值,并且键应该被排序。关于地图实施的更多信息:The Map data Type

在cpp映射的情况下,键是节点的元素,值不参与树的组织,它只是一个补充数据。

所以这意味着键应该与std::lessoperator<兼容,以便它们可以组织起来。请检查map parameters

否则,如果您使用用户定义的数据类型作为键,则需要为该数据类型提供含义完全比较语义。

解决方案:专业化std::less

地图模板中的第三个参数是可选的,它是std::less,它将委托给operator<

因此,为您的用户定义的数据类型创建一个新的std::less。现在这个新的std::less将被std::map默认选中。

namespace std
{
    template<> struct  less<MyClass>
    {
        bool operator() (const MyClass& lhs, const MyClass& rhs) const
        {
            return lhs.anyMemen < rhs.age;
        }
    };

}

注意:您需要为每个用户定义的数据类型创建专门的std::less(如果要将该数据类型用作cpp映射的键)。

错误解决方案:为您的用户定义数据类型重载operator<。这个解决方案也可以工作但非常糟糕,因为运算符<将为您的数据类型/类普遍地重载。这在客户端场景中是不可取的。

请检查答案Pavel Minaev's answer

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