排序向量<变体<...>>无法通过运算符正常工作<

Question

我想按成员返回值对类型为std：：variant 的 std：：vector 进行排序，其中包含两个自定义类。请参阅下面的代码。

现在，使用

std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes), [](auto const& a, auto const& b){
        return std::visit([](auto const& s) { return s.area(); }, a)
            < std::visit([](auto const& s) { return s.area(); }, b);
        });

看起来确实有效，但它非常丑陋。由于 std：：variant 运算符<对它们各自的值进行操作，我认为提供模板化比较运算符看起来会更好。但是为什么它不起作用？>

法典：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <variant>
#include <vector>
constexpr double pi = 3.141592865;
struct Square {
    double d{};
    double area() const { return d * d; }
};
struct Circle {
    double r{};
    double area() const { return pi * r * r; }
};
// comparison operator for using std::sort(begin, end);
template <class S, class T>
double operator<(S const& a, T const& b) {
    return a.area() < b.area();
}
int main (int, char**)
{
    std::vector<std::variant<Square, Circle>> shapes;
    shapes.push_back(Circle{2});
    shapes.push_back(Square{2});
    shapes.push_back(Circle{1});
    shapes.push_back(Square{3});
    for (auto const& e: shapes)
    { std::cout << std::visit([](auto const& x) { return x.area(); }, e) << "n"; }
    std::cout << "n[SORT]nn";
    // Does not work
    std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes));
    /* works
    std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes), [](auto const& a, auto const& b){
            return std::visit([](auto const& s) { return s.area(); }, a)
                < std::visit([](auto const& s) { return s.area(); }, b);
            });
    */
    for (auto const& e: shapes)
    { std::cout << std::visit([](auto const& x) { return x.area(); }, e) << "n"; }
    return 0;
}

有人能为我指出正确的方向吗？我怀疑问题出在操作员身上<</em>而不是使用不同类型的操作。

编译命令： $ g++8.2 -std=c++17 test.cpp -o test

输出：

12.5664
4
3.14159
9
[SORT]
4
9
3.14159
12.5664

奇怪的是，我在使用 godbolts 编译资源管理器和 g++8.2 时遇到了编译错误，但在使用 g++ 主干时却没有。请参阅：https://gcc.godbolt.org/z/tKJa4t

Answer 1

这个：

std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes));

使用默认的sort比较，即 operator< 。 std::variant operator<定义为首先比较指数，然后，如果两个变体具有相同的替代方案，则比较基础值。

换句话说：

using V = std::variant<char, int>;
V v1(static_cast<char>(42));  // holds a char
V v2(15);                     // holds an int
v1 < v2;                      // this is true, because 'char' comes before 'int'

因此，当您对variant进行排序时，您不是按区域排序。您实际上是按元组(index, area)排序。我们可以写出很长的路：

std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes),
    [](auto const& lhs, auto const& rhs)
    {
        auto tied = [](auto const& x) {
            return std::make_tuple(
                // the index
                x.index(),
                // the area
                std::visit([](auto const& e){ return e.area(); }, x)
                );
        };
        return tied(lhs) < tied(rhs);
    });

这给出了与原始示例相同的顺序。然后，如果您删除元组的x.index()部分，您将获得所需的顺序。

但是只使用多次访问会更短：

std::sort(std::begin(shapes), std::end(shapes),
    [](auto const& lhs, auto const& rhs)
    {
        std::visit([](auto const& x, auto const& y){
            return x.area() < y.area();
        }, lhs, rhs);
    });

在 C++20 中，范围和投影将变得更短：

std::ranges::sort(shapes, std::less(), [](auto const& x){
    return std::visit([](auto const& e){ return e.area(); }, x);
    });

Answer 2

你误解了std::variant的operator<是如何工作的。它首先比较索引，只有当索引相等时，它才会比较值：https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/operator_cmp。对于不相等的索引，如果第一个变体上的索引小于第二个变体上的索引，则返回true。