カスタム比較関数
順序を制御します
「カスタム比較関数」はCoddyKit上の無料C++ Academyレッスンです。 これはレッスン4/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはC++ Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。
カスタム比較関数を使う理由
デフォルトでは、順序付きコンテナは std::less を使って昇順にソートします。カスタム比較関数を使うと、降順や特定のフィールド順などに変更できます。
#include <iostream>
#include <set>
int main() {
std::set<int> ascending{3, 1, 2};
for (int x : ascending) std::cout << x << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}std::greater で降順にする
最も簡単なカスタム比較関数は、降順にソートする標準ファンクタ std::greater です。
#include <iostream>
#include <set>
#include <functional>
int main() {
std::set<int, std::greater<int>> s{3, 1, 2};
for (int x : s) std::cout << x << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}map の比較関数
比較関数は std::map のテンプレートパラメータの3番目です。ここではキーを降順にソートします。
#include <iostream>
#include <map>
#include <functional>
int main() {
std::map<int, std::string, std::greater<int>> m{
{1, "one"}, {3, "three"}, {2, "two"}
};
for (const auto& [k, v] : m) std::cout << k << ':' << v << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}比較関数の仕組み
比較関数は2つの引数を受け取り、最初の要素を2番目の要素より前に置くべき場合に true を返す呼び出し可能オブジェクトです。厳密弱順序を定義する必要があります。
#include <iostream>
struct Less {
bool operator()(int a, int b) const { return a < b; }
};
int main() {
Less cmp;
std::cout << std::boolalpha << cmp(2, 5) << '\n';
std::cout << cmp(5, 2) << '\n';
return 0;
}カスタム構造体比較関数
operator() を持つ独自のファンクタ構造体を定義し、その型を比較関数として渡します。
#include <iostream>
#include <set>
struct ByAbs {
bool operator()(int a, int b) const {
return (a < 0 ? -a : a) < (b < 0 ? -b : b);
}
};
int main() {
std::set<int, ByAbs> s{-5, 3, -1, 4};
for (int x : s) std::cout << x << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}文字列を長さでソートする
比較関数では、任意のプロパティを比較できます。ここでは文字列を長さで並べ、長さが同じ場合はアルファベット順にして同順位を解消します。
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
struct ByLen {
bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) const {
if (a.size() != b.size()) return a.size() < b.size();
return a < b;
}
};
int main() {
std::set<std::string, ByLen> s{"bbb", "a", "cc", "dd"};
for (const auto& x : s) std::cout << x << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}同順位を解消することが重要な理由
比較関数がどちらの要素も他方より前ではないと判断すると、コンテナはそれらを等しいものとして扱います。set では、その結果、一方が重複要素として破棄されます。
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
struct LenOnly {
bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) const {
return a.size() < b.size();
}
};
int main() {
std::set<std::string, LenOnly> s{"ab", "cd", "x"};
std::cout << s.size() << " elements\n";
return 0;
}比較関数としてのラムダ
decltype でラムダの型を渡し、ラムダ自体をコンストラクタに渡すことで、ラムダを使用できます。
#include <iostream>
#include <set>
int main() {
auto cmp = [](int a, int b) { return a > b; };
std::set<int, decltype(cmp)> s(cmp);
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(2);
for (int x : s) std::cout << x << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}priority_queue の比較関数
比較関数は std::priority_queue の設定にも使えます。std::greater を使うと、min-heap になります。
#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
#include <functional>
int main() {
std::priority_queue<int, std::vector<int>, std::greater<int>> pq;
pq.push(5); pq.push(1); pq.push(3);
while (!pq.empty()) { std::cout << pq.top() << ' '; pq.pop(); }
std::cout << '\n';
return 0;
}ペアを比較する
ペアの集合を2番目の要素でソートするには、.second を調べる比較関数を記述します。
#include <iostream>
#include <set>
#include <utility>
struct BySecond {
bool operator()(const std::pair<int,int>& a, const std::pair<int,int>& b) const {
return a.second < b.second;
}
};
int main() {
std::set<std::pair<int,int>, BySecond> s{{1, 9}, {2, 3}, {3, 6}};
for (const auto& p : s) std::cout << p.first << ':' << p.second << ' ';
std::cout << '\n';
return 0;
}透過的な比較関数
std::less<>（空の山括弧）を使うと、C++14 で異種検索が可能になり、一時的なキーへの変換を避けられます。
#include <iostream>
#include <set>
#include <functional>
int main() {
std::set<int, std::less<>> s{1, 2, 3};
std::cout << (s.find(2) != s.end() ? "found" : "no") << '\n';
return 0;
}クイックチェック
比較関数が等価性を定義する仕組みについて、理解度を確認しましょう。
まとめ
カスタム比較関数について、次のことを学びました。
- コンテナの比較関数テンプレートパラメータによって順序を変更する
std::greater、ファンクタ構造体、またはdecltypeを使ったラムダを指定できる- 等価性によって等しさを定義するため、異なる要素が失われないよう常に同順位を解消する条件を含める
次のコースでは、std::unordered_map による高速なハッシュベースの検索を学びます。
よくある質問
「カスタム比較関数」レッスンは無料ですか？
はい。「カスタム比較関数」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、C++ Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。
「カスタム比較関数」で何を学びますか？
順序を制御します ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC++ Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。
C++ Academyを始めるのに経験は必要ですか？
事前経験は必要ありません。CoddyKitのC++ Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン4/4です。
「カスタム比較関数」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？
ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。
このC++ Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？
はい。すべてのC++ Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。