在C++中重载比较运算符会导致“invalid operator <”错误

Question

目前尝试在C++中对包含字符串的对象向量进行排序。

由于设计限制，这些字符串可能包含字母或数字（这是必要的，因为比较器可以更改）。

目前，对象的类已经过载，因此当比较两个对象时，它们包含的字符串会进行比较。这在一定程度上有效-然而，当我使用排序操作（例如STL sort）将对象排序时，它会将三个字符串排序为“1”，“4”和“12”，按照“1”，“12”，“4”的顺序排列。 4大于12，但由于从最左侧数字开始比较，这种“不正确”的排序就会发生。

我的初始响应是更改我如何重载比较运算符的方式。我会首先检查我正在比较的字符串的长度-这将是一个显然的标志，如果该字符串的内容更大或更小。

// overloaded comparision operators
friend bool operator<(const nodeRecord & record1, const nodeRecord & record2){
    // we need to deal with strings of different lengths...
    if(record1.comparator.length() < record2.comparator.length())
        return true;
    else
        return (record1.comparator < record2.comparator);
}

这个操作会导致在运行期间出现"表达式：无效运算符<"的消息。

有什么想法可以告诉我我在哪里犯了错误吗？看起来我应该能够精确地指示操作如何执行排序操作--即使它是无效的，因为我目前正在使用一个向量来包含对象。

对nodeRecord对象进行初始化时使用的比较器：

nodeRecord(int fromNode, int toNode, int connectionCost, bool compareByCost = false){
    // take the provided stock information and insert it into the object
    stringstream fromNodeSS;
    fromNodeSS << fromNode;
    this->fromNode = fromNodeSS.str();
    stringstream toNodeSS;
    toNodeSS << toNode;
    this->toNode = toNodeSS.str();
    this->connectionCost = connectionCost;

    // set the comparator to our chosen comparision term
    if (!compareByCost){
        this->comparator = this->fromNode; // we use from node in this case, since we build the tree outwards
    }
    else{
        stringstream ss;
        ss << this->connectionCost;
        this->comparator = ss.str(); // we use the connection cost in this case, to allow us to sort new connections
    }

    // set this as a non-null (active) record
    this->nullRecord = false;
}

- BSchlinker

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比较器是什么？请发一下相应的代码。 - Mike Bailey

请问您能展示一下比较器的定义吗？ - Mario The Spoon

@Mike 和 @Mario -- 比较器在 nodeRecord 对象初始化时被初始化。你可以在上面看到这一点。 - BSchlinker

Answer 1

你的运算符无效。

如果要将运算符用于排序，则必须具有一些数学特性，其中之一是反对称性质：

x < y => !(y < x)

让我们定义 x = "b" 和 y = "aa"。

• x < y，因为 "b" 的长度小于 "aa" 的长度
• y < x，因为 "aa" 小于 "b"

嗯？

还要注意，如果数字以 0 为前缀，则您的定义会变得奇怪。

哦，而且比较字符串比比较数字慢得多。

我的建议？停止使用比较信息更改节点。实际的比较模式与节点本身无关。

然后，您只需编写两个比较方法，一个按成本比较，另一个按原点比较。

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回到最初的问题，如何编写一个比较器来考虑 ["a", "b", "aa"] 已排序？

你已经接近成功了，但是“长度”比较是不完整的。您需要仅在长度不同时回退到实际的词汇比较，因此您忘记了右侧参数的长度小于左侧参数的情况。

因此，正确的形式是，假设有两个字符串：

bool compare(std::string const& lhs, std::string const& rhs) {
  if (lhs.length() < rhs.length()) { return true; }
  if (rhs.length() < lhs.length()) { return false; } // don't forget this
  return lhs < rhs;
}

- Matthieu M.

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谢谢！你的解决方案帮助我找到并理解了问题所在，并提醒了我另一个我已经忘记的情况。 - BSchlinker

Answer 2

发现以下代码段引发了错误，然后思考我的重载操作是如何工作的。

template<class _Ty1, class _Ty2> inline
    bool _Debug_lt(_Ty1& _Left, _Ty2& _Right,
        _Dbfile_t _File, _Dbline_t _Line)
    {   // test if _Left < _Right and operator< is strict weak ordering
    if (!(_Left < _Right))
        return (false);
    else if (_Right < _Left)
        _DEBUG_ERROR2("invalid operator<", _File, _Line);
    return (true);
    }

工作解决方案是这样的（再次修改，感谢Matthieu M.留下的评论）

// overloaded comparision operators
friend bool operator<(const nodeRecord & record1, const nodeRecord & record2){
    // we need to deal with strings of different lengths...
    if(record1.comparator.length() > record2.comparator.length()
        && (record1.comparator.length() !=0 && record2.comparator.length() != 0))
        return false;
    else if(record1.comparator.length() < record2.comparator.length()
        && (record1.comparator.length() !=0 && record2.comparator.length() != 0))
        return true;
    else
        return (record1.comparator < record2.comparator);
}

感谢所有帮助过我的人！

- BSchlinker

Answer 3

为什么不使用单个比较器并使该函数更加智能？让它在开头检查数字字符，如果是，则执行一对strtol()或atoi()并比较结果。

否则，根据您的非数字要求比较字符串的长度和字符。

- wallyk

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我想要能够像排序数字一样排序字符串。例如，字符串 "a"、"aa" 和 "b" 应该按照 "a"、"b"、"aa" 的顺序排序。我发布的方法是我所知道的唯一可以实现这一点的方法。 - BSchlinker

不幸的是，这并不能解决我的问题。相同的错误仍会发生 =( - BSchlinker

@BSchlinker：我的回答假设只使用一个operator<函数，尽管它比你的要复杂得多。 - wallyk