Скотт Мейерс - Эффективное использование STL

Например, в совете 20 рассказано о том, как написать функцию сравнения для контейнеров указателей string*обеспечивающую автоматическую сортировку содержимого контейнера по значениям строк, а не указателей. Приведенная функция сравнения сортирует строки по возрастанию, но давайте предположим, что вам понадобилась функция для сортировки по убыванию. Естественно, вы возьмете существующий код и отредактируете его. Но если не проявить достаточной осторожности, у вас может получиться следующий результат (изменения выделены жирным шрифтом):

struct StringPtr Greater:

public binary_function

const string*, // изменения, внесенные в код

bool> { // из совета 20.

// Внимание - приведенное решение

// не работает!

bool operator()(const string *ps1, const string *ps2) const {

return !(*ps1 < *ps2); // Простое логическое отрицание

} // старого условия не работает!

};

Идея заключается в том, чтобы изменить порядок сортировки логическим отрицанием условия в функции сравнения. К сожалению, отрицанием операции « <» является не « >», а « >=», а мы выяснили, что операция « >=», возвращающая trueдля равных значений, не подходит для функции сравнения в ассоциативных контейнерах.

Правильный тип сравнения должен выглядеть так:

struct StringPtr Greater: // Правильный тип сравнения

public binary_function

const string*, bool> {

bool operator() (const string *ps1, const string *ps2) const {

return *ps2<*ps1;// Поменять местами операнды

}

};

Чтобы не попасть в ловушку, достаточно запомнить, что возвращаемое значение функции сравнения указывает, должно ли одно значение предшествовать другому в порядке сортировки, определяемом этой функцией. Равные значения никогда не предшествуют друг другу, поэтому функция сравнения всегда должна возвращать для них false.

Я знаю, о чем вы думаете. «Конечно, это имеет смысл для setи map, поскольку эти контейнеры не могут содержать дубликатов. А как насчет multisetи multimap? Раз эти контейнеры могут содержать дубликаты, так ли важно, что два объекта с одинаковыми значениями окажутся не эквивалентными? Сохраним оба, для этого и нужны mult-контейнеры. Верно?»

Нет, неверно. Давайте вернемся к исходному примеру, но на этот раз воспользуемся контейнером multiset:

multiset > s; // s сортируется по критерию "<="

s.insert(10);// Вставка числа 10 A

s.insert(10);// Вставка числа 10 B

Теперь sсодержит два экземпляра числа 10, и было бы логично предположить, что при вызове equal_rangeмы получим пару итераторов, описывающих интервал с обеими копиями. Однако это невозможно. Функция equal_range, несмотря на свое название, определяет интервал не равных, а эквивалентных значений. В нашем примере функция сравнения sговорит, что 10 Aи 10 Bне эквивалентны, поэтому они не могут оказаться в интервале, определяемом функцией equal_range.

Ну что, убедились? Функция сравнения всегда должна возвращать false для равных величин, в противном случае нарушается работа всех стандартных ассоциативных контейнеров (независимо от того, могут они содержать дубликаты или нет).

Строго говоря, функции сравнения, используемые для сортировки ассоциативных контейнеров, должны определять для сравниваемых объектов порядок строгой квазиупорядоченности (strict weak ordering); аналогичное ограничение действует и для функций сравнения, передаваемых алгоритмам, — таким, как sort(см. совет 31). Если вас заинтересуют подробности того, что понимается под строгой квазиупорядоченностью, информацию можно найти во многих серьезных руководствах по STL, в том числе «The C++ Standard Library» [3], «Generic Programming аnd the STL» [4] и на web-сайте SGI, посвященном STL [21]. Особых откровений не ждите, но одно из требований строгой квазиупорядоченности относится непосредственно к данному совету. Требование заключается в следующем: функция, определяющая строгую квазиупорядоченность, должна возвращать falseпри получении двух копий одного значения.

Понять смысл этого совета нетрудно. Контейнеры set/multiset, как и все стандартные ассоциативные контейнеры, хранят свои элементы в отсортированном порядке, и правильное поведение этих контейнеров зависит от сохранения этого порядка. Если изменить значение элемента в ассоциативном контейнере (например заменить 10 на 1000), новое значение окажется в неправильной позиции, что нарушит порядок сортировки элементов в контейнере.