如果比较函数不是运算符 <，为啥 std::sort 会崩溃？

Posted 2023-03-25

【中文标题】如果比较函数不是运算符 <，为啥 std::sort 会崩溃？

【英文标题】：Why will std::sort crash if the comparison function is not as operator <?如果比较函数不是运算符 <，为什么 std::sort 会崩溃？

【发布时间】：2021-11-19 13:42:45

【问题描述】：

以下程序是用VC++ 2012编译的。

#include <algorithm>

struct A

    A()
        : a()
    

    bool operator <(const A& other) const
    
        return a <= other.a;
    

    int a;
;

int main()

    A coll[8];
    std::sort(&coll[0], &coll[8]); // Crash!!!

如果我将return a <= other.a; 更改为return a < other.a;，那么程序将按预期运行，没有任何异常。

为什么？

【问题讨论】：

std::sort 的比较器需要严格的弱排序，<=不提供。

你应该为 A ctor 写 a(0)...但它不会在这里崩溃！

@LaszloPapp：是的。它对a() 进行值初始化（这就是a() 的含义），对于int 而言，这意味着0。

@LaszloPapp: ***.com/questions/14259602/…

请将未定义行为 &coll[8] 替换为 coll + 8

【参考方案1】：

std::sort 需要一个满足 严格弱排序 规则的排序器，对此进行了解释 here

所以，你的比较器说 a < ba == b 不遵循 严格弱排序 规则，算法可能会崩溃，因为它会进入无限循环。

【讨论】：

+1 这很好地说明了std::sort 的比较器的要求。如果您的编译器与 C++11 兼容（并且 OP is 兼容；VS2012），我将使用 std::sort(std::begin(coll), std::end(coll)); 来遵循这一点。如果您曾经更改数组的尺寸，或者改用任何标准容器，您会很高兴的。

进入无限循环只会导致它卡住。相反，它转储核心。为什么？

@btilly 我认为是因为std::sort 使用递归算法，在无限循环的情况下会导致堆栈溢出。

您必须详细了解它检查的内容，但标准的排序例程旨在运行得非常非常快，因此它们不会检查您所做的一切以查看是否正常，他们只是依靠它。如果你的比较返回了不可能的结果，那么不可能的事情就会发生——比如说它得到了一些比较的结果，并且它使用它作为查找位置的索引，只有它“知道”哪些值是可能的并且“知道”结果引用将在有效存储中，因此它只是获取它。 Kaboom：SIGSEGV 运气好。如果运气不好，它会默默地处理您的数据。

【参考方案2】：

xorguy 的答案还不错。

我只想从标准中添加一些引用：

25.4 排序及相关操作[alg.sorting]

为了使 25.4.3 中描述的算法以外的算法正常工作，comp 必须对值引入 严格的弱排序。

术语 strict 指的是非自反关系的要求（!comp(x, x) 对于所有 x），术语 weak 指的是非自反关系的要求与全排序一样强，但比部分排序强。

所以 xorguy 解释得很好：你 comp 函数说 a < b 当 a == b 不遵循 严格弱排序 规则...

【参考方案3】：

您的代码的问题是您正在访问无效的内存。代码

coll[8]

试图访问最后一个数组元素之后的元素（最后一个元素索引为 7）。 我建议使用 std::array 代替纯 C 数组。

std::array<A, 8> a;

// fill it somehow

std::sort(a.begin(), a.end());