为什么 std：：不如指针的 "<" 好？

Why is std::less better than "<" for pointers?

本文关键字：lt std 指针为什么更新时间：2023-10-16

C++ primer， 5th， 14.8.2，将库函数对象与算法一起使用：

vector<string *> nameTable;  // vector of pointers
// error: the pointers in nameTable are unrelated, so < is undefined
sort(nameTable.begin(), nameTable.end(),
[](string *a, string *b) { return a < b; });
// ok: library guarantees that less on pointer types is well defined
sort(nameTable.begin(), nameTable.end(), less<string*>());

然后我检查了libc ++中的std::less实现(为提高可读性而修改了代码块)：

template <class _Tp>
struct less {
constexpr bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
{return __x < __y;}
};

我发现std::less也使用<来完成工作，那么为什么<未定义指针而std::less没有呢？我为什么要使用std::less？

因为<并不总是operator<().只有类具有运算符函数，因此您的建议不适用于内置类型。

此外，指针上的<不一定实现严格-弱排序，而std::less(通过专业化 - 您发布的内容不是"全部"std::less！)需要：

对于任何指针类型，std：：less 的专用化都会产生严格的总顺序<即使内置运算符没有。>

简而言之：std::less适用于任何支持小于比较的东西。

为什么我们需要`std::less`？

仅当指针是同一数组的一部分时，指针之间的比较才得到明确定义。否则，结果是未指定的(请参阅 [expr.rel])。请注意，这与未定义的行为不同。

这在对指针数组进行排序、保持std::set<void*>等时是有问题的，因为算法和数据结构需要 [严格的弱排序]。如果某些指针是无序的，这只是部分排序。

std::less保证了严格的总序，这甚至比严格的弱序还要强：

对于模板less、greater、less_equal和greater_equal，任何指针类型的专用化都会产生与实现定义的指针严格总顺序一致的结果。

[注意：如果a < b为P类型的指针a和b明确定义，则(a < b) == less<P>()(a, b)、(a > b) == greater<P>()(a, b)等。 —尾注]

- [比较.一般]

在具有内存分段的体系结构上，这可能会使std::less更加昂贵，因为需要比较段内的基本指针和偏移量。如果<只提供部分排序，并且开发人员选择std::less，如果他们确实需要全部订购，则可能会更有效率。

为什么在libc++中，`std::less`被简单地委托给`<`？

引用的段落还暗示了libc++使用<实现std::less的原因：因为无论如何<恰好为Clang定义了很好的定义，所以它的标准库不需要做任何特别的事情。

但是，标准并不能保证这一点，并且并非每个编译器都向<运算符提供如此强大的保证。GCC 不提供<的总订单，其标准库使用以下方式实现std::less：

// for two pointers x, y
return (std::uintptr_t)x < (std::uintptr_t)y;

总顺序是通过比较指针表示的内存地址而不是直接比较指针来实现的。

比较`std::less`的实现

指针的实现p，qstyle="text-align： center;">GCC libstdc++>(std::uintptr_t)p < (std::uintptr_t)q
(<是偏序)style="text-align： center;">Clang libc++>p < q
(<是总订单)style="text-align： center;">MSVC STL>p < q
(<是总顺序)

Library	Header
	bits/stl_function.h
	__functional/operations.h<</strong>td style="text-align： center;">
	type_traits<</strong>td style="text-align： center;">

为什么 std：：不如指针的 "<" 好？

Why is std::less better than "<" for pointers?

为什么我们需要std::less？

为什么在libc++中，std::less被简单地委托给<？

比较std::less的实现

为什么我们需要`std::less`？

为什么在libc++中，`std::less`被简单地委托给`<`？

比较`std::less`的实现