如何将结构作为键插入到地图中？答案

【问题标题】：How can I insert a structure as key into a map?如何将结构作为键插入到地图中？
【发布时间】：2011-10-30 01:46:08
【问题描述】：

在从第一行 insert 删除注释字符后，我收到以下代码的编译错误。我无法在插入整数时将结构插入到地图中。

# include <iostream>
# include <map>

using namespace std;

struct node
{int test;} temp;

int main()
{
    temp.test = 24;
    int test = 30;
    map<node, bool> mymap1;
    map<int, bool> mymap2;
    //mymap1.insert(make_pair(temp, true));
    mymap2.insert(make_pair(test, true));
    return 0;
}

我该如何解决这个错误？

【问题讨论】：

注意：你也可以使用这个语法：mymap1[temp] = true; mymap2[test] = true;.

标签： c++ dictionary struct insert stdmap

【解决方案1】：

C++11

如Andrew Rasmussen's answer 中所述，std::map 的键必须具有可比性。但是，您也可以为您的地图提供自定义比较对象，而不是为您的结构定义 operator<。此外，由于C++11，您可以使用lambda expression 而不是定义比较对象。因此，您可以将代码保持如下：

auto comp = [](const node& n1, const node& n2) { return n1.test < n2.test; };
std::map<node, bool, decltype(comp)> mymap1(comp);

Code on Ideone

【讨论】：

【解决方案2】：

阅读错误信息的方法如下：

/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.3.4/include/g++-v4/bits/stl_function.h: In member function ‘bool std::less<_Tp>::operator()(const _Tp&, const _Tp&) const [with _Tp = node]’:
/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.3.4/include/g++-v4/bits/stl_tree.h:1141:   instantiated from ‘std::pair<typename std::_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::iterator, bool> std::_Rb_tree<_Key, _Val, _KeyOfValue, _Compare, _Alloc>::_M_insert_unique(const _Val&) [with _Key = node, _Val = std::pair<const node, bool>, _KeyOfValue = std::_Select1st<std::pair<const node, bool> >, _Compare = std::less<node>, _Alloc = std::allocator<std::pair<const node, bool> >]’
/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.3.4/include/g++-v4/bits/stl_map.h:469:   instantiated from ‘std::pair<typename std::_Rb_tree<_Key, std::pair<const _Key, _Tp>, std::_Select1st<std::pair<const _Key, _Tp> >, _Compare, typename _Alloc::rebind<std::pair<const _Key, _Tp> >::other>::iterator, bool> std::map<_Key, _Tp, _Compare, _Alloc>::insert(const std::pair<const _Key, _Tp>&) [with _Key = node, _Tp = bool, _Compare = std::less<node>, _Alloc = std::allocator<std::pair<const node, bool> >]’
prog.cpp:15:   instantiated from here
/usr/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.3.4/include/g++-v4/bits/stl_function.h:230: error: no match for ‘operator<’ in ‘__x < __y’

首先，我们忽略了大部分“instantiated from”行，因为它们只是在谈论模板是如何扩展的。重要的是最后一个，指的是我们的源代码，因为它告诉我们错误是在哪里触发的。当然，无论如何我们都知道这一点，所以我们也将跳过它。我们还将忽略相关库头的路径，因为我们并不真正关心编译器如何存储其内容。

stl_function.h: In member function ‘bool std::less<_Tp>::operator()(const _Tp&, const _Tp&) const [with _Tp = node]’:
stl_function.h:230: error: no match for ‘operator<’ in ‘__x < __y’

所以...我们的代码间接调用‘bool std::less<_Tp>::operator()(const _Tp&, const _Tp&) const [with _Tp = node]’，或者如果我们确实进行了替换，则‘bool std::less<node>::operator()(const node&, const node&) const’。这是一个问题，因为有no match for ‘operator<’ in ‘__x < __y’。

__x 和__y 是std::less 实现中的变量（你应该可以猜到这么多）。从名称中，我们可以猜测（如果我们研究过标准库，我们就会知道）std::less 是一个模板函数，它比较两个相同类型的东西，并返回第一个是否小于第二个。

它是如何做到的？当然，通过使用operator<。所以这就是我们需要做的来解决这个问题：它说operator< 不存在用于比较的内容，所以我们必须提供它。比较的是什么？ nodes，当然。所以我们为我们的班级定义了operator<。

为什么要这样做？这样我们就可以编写接受比较操作作为参数的函数（模板参数或运行时参数 - 但前者更常见），并传递std::less。这就是std::less存在的原因：它将比较事物的行为变成了一个函数，而实际的函数更有用一些。

这有什么关系？因为，就像其他人所说的那样， std::map 实际上将 std::less 作为参数传递。它实际上是用于比较元素的std::map 模板的默认参数。毕竟，地图接口的一部分是每个键都是唯一的。如果您无法比较它们，您将如何检查键的唯一性？当然，从技术上讲，您只需要比较它们的平等性就可以了。但事实证明，能够对键进行排序使得创建更高效的数据结构成为可能。（如果你真的在大学里学过编程和 CS 的课程，你就会知道这一点。）

为什么int 没有问题？你现在应该可以猜到了：operator< 已经自然地适用于ints。但是您必须告诉 C++ 如何为任何用户类型执行此操作，因为您可能有其他想法。

【讨论】：

【解决方案3】：

std::map 的键内部存储在二叉搜索树中。为了在二叉搜索树中存储和搜索键，它们必须是可比较的。例如，二叉搜索树的要求是左孩子的键小于其父键，右孩子的键大于其父键。但是，如果键不可比较，我们应该如何判断孩子是否大于或小于父母？我们无法形成树，因此 std::map 不适用于这些类型。

您只需要像这样定义小于运算符：

bool operator<(const node& n1, const node& n2)
{
    return n1.test < n2.test;
}

如果“test”数据成员是私有的，这也必须是你的节点结构的朋友（它现在是公共的，因为节点当前是一个结构）。但是，我可能会这样做：

#include <map>

class node
{
    public:
        int getTest() const { return _test; }
        void setTest(int test) { _test = test; }
    private:
        int _test;
};

bool operator<(const node& n1, const node& n2)
{
    return n1.getTest() < n2.getTest();
}

int main()
{
    std::map<node,bool> foo;
    node n;
    n.setTest(25);

    foo[n] = true;

    return 0;
}

【讨论】：

很好的解释。不要忘记structs 的成员默认是公开的。
getTest() 应该是 const 函数，否则你的 operator< 将无法编译。
是的，对不起，我直接把它写进了 SO。当我把它扔进我的编译器时，我才明白这一点:)

【解决方案4】：

对于用作映射键的类型，它必须是有序的。实际上，这意味着必须为该类型定义operator<。如果你定义了一个全局operator<(const node&, const node&)，这应该可以正常工作；即，

bool operator<(const node& n1, const node& n2) {
    return n1.test < n2.test;
}

【讨论】：