集合比较器的前向声明

Question

我有一个使用节点（顶点）的图形结构，它又以std::pair<Node*, int> 的形式附加边，其中节点是边的另一端，整数是边的权重。我想根据连接节点索引和边权重将边排序在 std::multiset 中。

enum color { white, grey, black };

struct EdgeComparator;

struct Node {
  int n;
  std::multiset<std::pair<Node *, int>, EdgeComparator> edges;
  enum color col;
  int d;  // distance to source node

  explicit Node(int n) : n(n), edges(), col(white), d() {};
};

struct EdgeComparator {
  bool operator()(const std::pair<Node *, int> &p1,
                  const std::pair<Node *, int> &p2) {
    if (p1.second == p2.second)
      return p1.first->n < p2.first->n;
    return p1.second < p2.second;
  }
};

这种前向声明方法会导致错误：invalid use of incomplete type struct EdgeComparator。如果我尝试切换它们并转发声明 Node 而不是 EdgeComparator，则 EdgeComparator 将不再看到 n 字段，因此我陷入了一个恶性循环。

我想到的唯一解决方法是使用std::vector 而不是std::multiset，然后应用std::sort，但这在效率方面会非常昂贵，所以我想知道是否有其他方法。

Answer 1

你可以这样做：

#include <set>

enum color { white, grey, black };

struct Node;

struct EdgeComparator {
  bool operator()(const std::pair<Node *, int> &p1,
              const std::pair<Node *, int> &p2);
};

struct Node {
  int n;
  std::multiset<std::pair<Node *, int>, EdgeComparator> edges;
  enum color col;
  int d;  // distance to source node

  explicit Node(int n) : n(n), edges(), col(white), d() {};
};

bool EdgeComparator::operator()(const std::pair<Node *, int> &p1,
              const std::pair<Node *, int> &p2) {
  if (p1.second == p2.second)
    return p1.first->n < p2.first->n;
  return p1.second < p2.second;
}

这在我这边编译得很好。原因是，您拆分了声明和定义。 EdgeComparator::operator()的定义需要具体结构Node，声明不需要，只需要知道是否存在同名结构即可：

1. Forward 将 Node 声明为结构体（EdgeComparator 声明时需要）
2. 在没有定义 operator() 的情况下声明 EdgeComparator（需要知道成员 Node::n）
3. 声明和定义节点
4. 定义 EdgeComparator::operator()

Answer 2

将EdgeComparator 设为模板参数。

首先，它解决了您的情况。其次，它是有意义的，并且允许您提供另一种类型的比较器。

template<class TEdgeComparator>
struct Node {
  int n;
  std::multiset<std::pair<Node *, int>, TEdgeComparator> edges;
  // ...
};

struct EdgeComparator {
  bool operator()(const std::pair<Node *, int> &p1,
                  const std::pair<Node *, int> &p2) {
    if (p1.second == p2.second)
      return p1.first->n < p2.first->n;
    return p1.second < p2.second;
  }
};

Node<EdgeComparator> myNode(42);

但请记住，节点包含边的集合是一个危险信号。你确定你的设计吗？