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自定义比较器

Q: 「自定义比较器」这节课中我会学到什么？

控制排序顺序 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

控制排序顺序

第 4 / 4 课13 个步骤

自定义比较器 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。这是第 4 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 C++ Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

为什么需要自定义比较器

默认情况下，有序容器使用 std::less 按升序排序。自定义比较器可以改变排序顺序，例如改为降序，或根据特定字段排序。

#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;
}

使用 std::greater 按降序排序

最简单的自定义比较器是标准函子 std::greater，它会按降序排序。

#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;
}

映射中的比较器

比较器是 std::map 的第三个模板参数。在这里，键会从大到小排序。

#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;
}

比较器的工作方式

比较器是一个接受两个参数的可调用对象；如果第一个参数应排在第二个参数之前，则返回 true。它必须定义严格弱序。

#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;
}

自定义结构体比较器

请定义一个带有 operator() 的函子结构体，并将其类型作为比较器传入。

#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;
}

按长度排序字符串

比较器可以比较任意属性。在这里，字符串先按长度排序，再按字母顺序排序，以解决长度相同的情况。

#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;
}

为什么次级比较条件很重要

如果比较器认为两个元素都不应排在另一个元素之前，容器就会将它们视为相等。在 set 中，这意味着其中一个元素会被当作重复项丢弃。

#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;
}

将 Lambda 用作比较器

您可以通过 decltype 传入 Lambda 的类型，并将 Lambda 本身传给构造函数。

#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 中的比较器

比较器也可以配置 std::priority_queue。配合 std::greater 后，它会变成最小堆。

#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;
}

比较键值对

如果要按照键值对的第二个元素为一组键值对排序，请编写一个检查 .second 的比较器。

#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;
}

透明比较器

使用 std::less<>（空尖括号）可以在 C++14 中启用异构查找，从而避免临时的键类型转换。

#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;
}

快速检查

请测试您对比较器如何定义相等关系的理解。

在交互式课程中回答

总结

您已经学会，自定义比较器：

通过容器的比较器模板参数改变排序顺序
可以是 std::greater、函子结构体，或通过 decltype 使用的 Lambda
通过等价关系定义相等，因此始终应加入次级比较条件，以避免丢失不同的元素

下一课程：使用 std::unordered_map 进行快速的基于哈希的查找。

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常见问题解答

「自定义比较器」课时是免费的吗？

是的 — 「自定义比较器」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C++ Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

「自定义比较器」这节课中我会学到什么？

控制排序顺序你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C++ Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 4 节课，共 4 节。

「自定义比较器」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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