Ruby的“<=>”（太空船）运算符是什么？

Question

什么是 Ruby 的 <=>（太空船）运算符？其他编程语言是否实现了这个运算符？

- Justin Ethier

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现在怎么比较数组呢？ 书上说“按元素逐个比较，如果相等返回0，如果小于返回-1，如果大于返回1”，但是对于[1,3,2] <=> [2,2,2]怎么处理？ - SF.

@SF，当人们比较数组时，通常是按字典顺序比较（就像在词典中一样，即[1,3,2]<[2,2,2]，因为第一个元素不同）。很少情况下（例如在Matlab中），数组比较会返回每个元素的结果数组；在这种情况下：[-1,1,0]。 - liori

请注意，如果包含 nil 元素的数组在任何 nil 元素之前的元素不同，则它们是可比较的；如果必须将 nil 与非 nil 进行比较，则它们是不可比较的。即 [1, nil] <=> [2, 3] => -1，但 [1, nil] <=> [1, 3] => nil。基本上这很糟糕。 - cliffordheath

当比较像 [1,nil] <=> [1,3] 这样的数组时，由于算法的一致性，你会得到一个 nil，它会逐个比较每个元素，直到 <=> 的结果不是 0。在这个例子中，Ruby 没有办法声明小于或大于，因为根本无法进行比较。应该将 nil 视为“不相等”。如果您了解数据的某些信息，并且想将 nil 视为 0，那么 Ruby 可以轻松实现。 - lilole

@liori 你应该使用例如 ("exempli gratia" 在英文中是"for example") 而不是 f.e. 我认为这更清晰并且更广泛被接受（在其他拉丁语言中也适用）。 - Aiden Cullo

Answer 1

太空船操作符将根据左边参数与右边参数的大小关系返回1、0或−1。

a <=> b :=
  if a < b then return -1
  if a = b then return  0
  if a > b then return  1
  if a and b are not comparable then return nil

它通常用于数据排序。

它也被称为“三路比较运算符”。Perl 可能是第一个使用它的语言。还有其他支持它的语言，如 Apache Groovy、PHP 7+ 和 C++20。

- TonyArra

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没问题。我认为它是Java中Comparable非常优雅的版本。 - Mike Reedell

C#中的“analog”是指“IComparable.CompareTo”。 - Sergey Mirvoda

实际上，我认为可以返回任何负值或正值。0仍然表示相等。 - superluminary

请注意，如果比较的两个对象不可比较，则会得到一个 nil。 - gamov

@TonyArra：看起来C++20至少允许实现使用非1为基础的整数，只观察符号。我不知道这是否真的会发生，只是为了完整性而分享。请参见Herb Sutter的“Consistent comparison”第12页上的“Efficiency”注释--http://open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2017/p0515r0.pdf。 - lindes

Answer 2

当您在自己的类中定义并包含Comparable模块时，宇宙飞船方法很有用。然后您的类将免费获得>, < , >=, <=, ==和between?等方法。

class Card
  include Comparable
  attr_reader :value

  def initialize(value)
    @value = value
  end

  def <=> (other) #1 if self>other; 0 if self==other; -1 if self<other
    self.value <=> other.value
  end

end

a = Card.new(7)
b = Card.new(10)
c = Card.new(8)

puts a > b # false
puts c.between?(a,b) # true

# Array#sort uses <=> :
p [a,b,c].sort # [#<Card:0x0000000242d298 @value=7>, #<Card:0x0000000242d248 @value=8>, #<Card:0x0000000242d270 @value=10>]

- steenslag

Answer 3

这是一个通用的比较运算符。它根据其接收方是否小于、等于或大于其参数返回-1、0或+1。

- gnovice

Answer 4

我将以简单的例子来解释

1. [1,3,2] <=> [2,2,2]

   Ruby将从左侧开始比较两个数组的每个元素。 左侧数组的1小于右侧数组的2。因此，左侧数组小于右侧数组。输出为-1。

2. [2,3,2] <=> [2,2,2]

   与上面相似，它将首先比较相等的第一个元素，然后将比较第二个元素，在这种情况下，左侧数组的第二个元素大，因此输出为1。

- Anil Maurya

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它只比较每个数组的第一个左元素还是会继续比较其他元素？很好的解释。 - Kick Buttowski

除非找到一个不相同的数字，否则它会继续比较其他元素。 - Anil Maurya

Answer 5

由于此运算符将比较转换为整数表达式，因此它提供了最通用的方法来基于多个列/属性升序或降序排序。

例如，如果我有一个对象数组，则可以执行以下操作：

# `sort!` modifies array in place, avoids duplicating if it's large...

# Sort by zip code, ascending
my_objects.sort! { |a, b| a.zip <=> b.zip }

# Sort by zip code, descending
my_objects.sort! { |a, b| b.zip <=> a.zip }
# ...same as...
my_objects.sort! { |a, b| -1 * (a.zip <=> b.zip) }

# Sort by last name, then first
my_objects.sort! { |a, b| 2 * (a.last <=> b.last) + (a.first <=> b.first) }

# Sort by zip, then age descending, then last name, then first
# [Notice powers of 2 make it work for > 2 columns.]
my_objects.sort! do |a, b|
      8 * (a.zip   <=> b.zip) +
     -4 * (a.age   <=> b.age) +
      2 * (a.last  <=> b.last) +
          (a.first <=> b.first)
end

这个基本模式可以推广到按任意列排序，在每个列上进行升序/降序的任意排列。

- lilole

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不错的例子，只是最后一个例子的效果与预期不符。因素应该按降序为2的幂，即8、-4、2、1。你写的方式（使用因素4、-3、2、1），例如“年龄+姓氏”比“邮编”更重要... - Elmar Zander

我认为你所理解的那些数字并不是你想象中的意思。每个因子都会乘以符号，其结果将为-1、0或1。2的幂在这里并不重要。-3 * (a.age <=> b.age)与3 * (b.age <=> a.age)完全相同。结果的符号决定了它是升序还是降序。 - lilole

不，这非常重要。zip的因子必须大于所有其他因子的（绝对值）之和，而age的因子必须大于last和first的因子之和（绝对值），依此类推。最小的满足条件的数字序列是2的幂序列... 顺便说一句，如果你仔细阅读我的评论，就会看到我包括了减号... - Elmar Zander

好的，也许我可以详细解释一下：使用因子 (4,-3,2,1) 和太空船操作的结果 (1,1,-1,-1)，加权总和为-2，但它需要是正数！否则，较大的 zip 将出现在较小的 zip 之前。这种情况不会发生在因子 (8,-4,2,1) 中。 - Elmar Zander

啊，我现在明白了，如果要按照超过两列进行排序，则需要使用2的幂。感谢您帮助纠正这个问题。如果您的三列或更多列排序出错了，对不起世界。 - lilole

Answer 6

<=>是什么（“太空船”运算符）

根据引入该运算符的RFC, $a <=> $b

 -  0 if $a == $b
 - -1 if $a < $b
 -  1 if $a > $b

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 - Return 0 if values on either side are equal
 - Return 1 if value on the left is greater
 - Return -1 if the value on the right is greater

例子：

//Comparing Integers

echo 1 <=> 1; //ouputs 0
echo 3 <=> 4; //outputs -1
echo 4 <=> 3; //outputs 1

//String Comparison

echo "x" <=> "x"; // 0
echo "x" <=> "y"; //-1
echo "y" <=> "x"; //1

更多：

// Integers
echo 1 <=> 1; // 0
echo 1 <=> 2; // -1
echo 2 <=> 1; // 1

// Floats
echo 1.5 <=> 1.5; // 0
echo 1.5 <=> 2.5; // -1
echo 2.5 <=> 1.5; // 1

// Strings
echo "a" <=> "a"; // 0
echo "a" <=> "b"; // -1
echo "b" <=> "a"; // 1

echo "a" <=> "aa"; // -1
echo "zz" <=> "aa"; // 1

// Arrays
echo [] <=> []; // 0
echo [1, 2, 3] <=> [1, 2, 3]; // 0
echo [1, 2, 3] <=> []; // 1
echo [1, 2, 3] <=> [1, 2, 1]; // 1
echo [1, 2, 3] <=> [1, 2, 4]; // -1

// Objects
$a = (object) ["a" => "b"]; 
$b = (object) ["a" => "b"]; 
echo $a <=> $b; // 0

- RïshïKêsh Kümar