命名空间std中的小于重载函数

Question

我很好奇为什么这段代码不起作用：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <tuple>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>

typedef std::tuple<int, std::string> intString;
bool operator<(intString& lhs, intString& rhs){
    return std::tie(std::get<1>(lhs), std::get<0>(lhs)) < std::tie(std::get<1>(rhs), std::get<0>(rhs));
}

void printIntStrings(std::vector<intString>& v){
    for (intString& i : v){
        std::cout << std::get<0>(i) << " is " << std::get<1>(i) << std::endl;
    }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::vector<intString> v;
    v.push_back(std::make_tuple(5, "five"));
    v.push_back(std::make_tuple(2, "two"));
    v.push_back(std::make_tuple(9, "nine"));
    printIntStrings(v);
    std::sort(v.begin(), v.end());
    printIntStrings(v);
    return 0;
}

据我所理解，我需要创建一个intStrings的向量，然后我的操作员应该首先按元组中的第二个元素进行排序，因此输出应该是（无论如何是最后3行）。

5 five
9 nine
2 two

然而，在我的电脑上运行它，我得到了

2 two
5 five
9 nine

这意味着排序正在使用默认的小于运算符，忽略我指定的运算符。请注意，将const添加到参数之前似乎没有影响。

我找到了三种“修复”方法。

修复方法1：

在std命名空间中包围bool operator< ...，如下所示：

namespace std{
    bool operator<(intString& lhs, intString& rhs){
        return std::tie(std::get<1>(lhs), std::get<0>(lhs)) < std::tie(std::get<1>(rhs), std::get<0>(rhs));
    }
}

然而我被告知我们不应该向std命名空间中添加东西，因为这种行为是未定义的，所以这个修复方法似乎是最糟糕的。

修复方法 #2

像这样向元组中添加一些自定义内容：

enum class TRASH{DOESNTMATTER};
typedef std::tuple<int, std::string, TRASH> intString;
bool operator<(intString& lhs, intString& rhs){
    return std::tie(std::get<1>(lhs), std::get<0>(lhs)) < std::tie(std::get<1>(rhs), std::get<0>(rhs));
}

（并且很明显需要将TRASH :: DOESNTMATTER添加为第三个make_tuple参数）但是，针对如此简单的事情看起来需要付出很多工作。此外，由于枚举未被有意义地使用，因此似乎是浪费的。

修复方法 #3

使用谓词排序，如下所示：

std::sort(v.begin(), v.end(), operator<);

这似乎是最优雅的解决方案。然而，我不明白为什么我必须显式地告诉编译器使用我定义的operator<。

所以我想知道：

1）为什么会发生这种情况？C++难道不能找到我的实现并使用它吗？

2）哪种“修复”方法最好？如果我找不到任何一种，你会推荐哪种？

有什么想法吗？感谢您的阅读！

- Billy Won

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标准的 operator< 更匹配，因为它的参数是 const。 - Oktalist

@Oktalist 抱歉，忘记提到，在两个参数前添加 const 并没有帮助。我会进行编辑。 - Billy Won

问题在于元组已经有了一个operator<，所以编译器使用官方的而不是你的hack。 - Mooing Duck

Answer 1

你的operator <重载在使用<的地方不可见（即在std::sort及/或其调用的任何辅助函数的正文中，在<algorithm>的某个位置）。

如果要使用它，则必须通过参数相关查找来获取；但在std::tuple<int, std::string>中没有任何与全局命名空间关联的命名空间，因此ADL也无法帮助您，只能使用标准的一个。

最简单的解决方法是将其作为比较器传递，最好使用lambda或函数对象（与函数指针相比，它们可以更好地进行内联），我还建议对其进行重命名；拥有完全不同于标准版本的operator <重载的语义，可能根据表达式a<b的使用位置而使用或不使用，这不是一个好主意。

- T.C.

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好的，我想这就是那样的事情。有没有一种方法可以“强制”ADL来接受它？也许可以尝试使用namespace global之类的东西（我尝试过namespace global但不起作用）。 - Billy Won

@BillyWon 除非更改类型，否则无法做到。我也真的不建议编写一个与标准库提供的不同的“小于”运算符函数。 - T.C.

谢谢！将更改为更具描述性的名称。我将其命名为overloaded <，希望可以使用两个参数进行排序。最初是compareStringsFirst。 - Billy Won

Answer 2

你已经自己修复了它

问题在于你的 operator< 函数没有覆盖默认的 tuple::operator<，它们在不同的命名空间中

因此，你的 Fix#1 和 Fix#3 都是好的解决方案

Fix#1 将它们放入相同的命名空间中使其正确覆盖，我认为这是最好的方法

- bottlerun

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并且会导致未定义的行为。是的，那绝对是最好的方式。 - T.C.