使用 std::map 时，我应该为键类型重载 operator== 吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用 std::map 时，我应该为键类型重载 operator== 吗？

【英文标题】：When using std::map should I overload operator== for the key type?

【发布时间】：2013-11-23 21:34:37

【问题描述】：

std::map 不应该有重复的键，所以当我有自定义类型时它如何知道我有重复的键，我是否需要重载重载运算符 ==？还是会隐式创建？

根据文档，我只需要操作符

考虑这个例子：

class MyType
public:
  MyType(int newId)
    id = new int;
    *id = newId;
  ;
  ~MyType
    delete id;
  
private:
  int* id;
;

int main()
  std::map<MyType,int> myMap;

  std::pair<std::map<MyType,int>::iterator,bool> ret;
  ret = myMap.insert ( std::pair<MyType,int>(myType(2),100) );

  if (!ret.second) //now how can he knows that?
    std::cout << "element already existed" << endl;
  

【问题讨论】：

您的类型MyType 违反了三/五规则。这里不需要动态分配。

我知道这只是作为一个例子。这不是重点……

【参考方案1】：

std::map 不关心键的文字 unicity。它关心键等价。当 a < b 和 b < a 都不为真时，键 a 和 b 根据定义是等效的。

还要注意std::map 不直接使用operator <。 std::map 对 operator < 一无所知。而std::map 使用比较谓词，其类型被指定为std::map 模板的第三个参数。该参数的默认值为std::less。 std::less 的实现将比较委托给operator <（除非专门化不同）。这就是operator < 发挥作用的方式。但您始终可以提供自己的谓词，不一定使用operator <。

但无论如何，这里的关键时刻是std::map 使用排序的“更少”比较并且仅使用“更少”比较。它不需要也不关心任何“平等”比较。

与此同时，std::unordered_map 将是另一回事。它依赖于谓词指定的无序“相等”比较。默认为std::equal_to。 std::equal_to 的实现将调用委托给 operator ==（除非专门化不同）。

【讨论】：

需要注意的是，C++20 移除了除相等运算符之外的委托map 比较运算符，并用宇宙飞船运算符<=> 替换它们。

@David G：你到底指的是什么？据我所知，在 C++20 中，std::map 仍然使用 std::less，而主要的 std::less 模板仍然使用 <。确实，在 C++20 中，< 可以隐式派生自 <=>，但这是一个不同的主题，与 std::map 无关。

我指的是 std::map 在 C++20 之前使用的一组比较运算符（除了相等运算符）（例如 template< class Key, class T, class Compare, class Alloc > bool operator!=( const std::map<Key,T,Compare,Alloc>& lhs, const std::map<Key,T,Compare,Alloc>& rhs ); 现在已包含在宇宙飞船中映射的值类型的运算符，然后从它综合运算符。std::less 将使用<，除非指定为模板参数。对于可能会感到惊讶的人来说，这只是一个仅供参考通过新的行为。

【参考方案2】：

运算符

【讨论】：

哦，当然是的，谢谢，所以即使我自己实现了 operator== 也会被忽略？

是的，map的实现只使用了

@Jasper：实际上，equality 是 never 检查的！检查的是等价！没关系？好吧，考虑一个由std:pair<int, int> 组成的键，其中只有first 组件用于排序比较：对象可能不相等，但它们仍然可以被认为是等效的。

当然，要检查的是你的操作符

等效确实是一个更好的名称

【参考方案3】：

你应该重载operator<。

std::map 将使用 !(a < b) && !(b < a) 作为唯一性测试。

【参考方案4】：

顺序关联容器仅使用严格的弱顺序来识别它们的键。他们不会使用operator==()。用于定位对象的唯一比较是 std::map<K, V, Compare, Allocator> 的第三个模板参数。

比较用于将键分组为等价集。如果k1 不小于k2 或k2 不小于k1，则两个键k1 和k2 被认为是等价的：

bool equivalent = !(k1 < k2) && !(k2 < k1);

当然，关联容器实际上会使用类似的东西

!predicate(k1, k2) && !predicate(k2, k1)