将 std::less 与 nullptr 一起使用答案

【问题标题】：Using std::less with nullptr将 std::less 与 nullptr 一起使用
【发布时间】：2015-03-02 13:30:58
【问题描述】：

以下代码sn-p中的断言是否总是成立？

std::less<Object *> lessPtr;
Object * o = new Object();
assert(lessPtr (o, nullptr) == false);

【问题讨论】：

这是一个旧答案，引用了标准的一句话，说 less 可能不会像您期望的那样表现指针：stackoverflow.com/a/1099080。我怀疑答案是标准并不能保证，但在实践中应该没问题。

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

简介

这个问题真的归结为在一个操作数是nullptr 的指针类型上使用小于关系运算符是否会产生“预期”结果;遗憾的是，事实并非如此。

结果是未指定。

注意：请注意std::less 保证总订单；这意味着即使在使用函数对象时结果是未指定，它也必须在每次调用时产生相同的未指定值。

国际标准 (N3337) 怎么说？

5.9p2 关系运算符 [expr.rel]

可以比较指向相同类型的对象或函数的指针（指针转换后），结果定义如下：

如果相同类型的两个指针 p 和 q 指向同一个对象或函数，或者都指向同一个数组末尾的一个后，或者都为空，则 p<=q 和p>=q 均产生true 和p<q 和p>q 均产生false。

如果两个相同类型的指针 p 和 q 指向不同的对象，这些对象不是同一对象的成员或同一数组的元素或不同的函数，或者如果其中只有一个是null，p<q、p>q、p<=q 和 p>=q 的结果未指定。

如果两个指针指向同一个对象的非静态数据成员，或者指向此类成员的子对象或数组元素，则如果两个成员具有相同的访问权限，则指向后面声明的成员的指针会比较大控制（第 11 条）并提供他们的类不是联合。

如果两个指针指向具有不同访问控制（第 11 条）的同一对象的非静态数据成员，则结果未指定。

如果两个指针指向同一个联合对象的非静态数据成员，则它们比较相等（在转换为void* 后，如有必要）。如果两个指针指向同一个数组的元素或一个超出数组末尾的元素，则指向具有较高下标的对象的指针比较高。

未指定其他指针比较。

20.8.5p8 比较 [comparision]

对于模板greater、less、greater_equal和less_equal，任何指针类型的特化产生一个总顺序，即使内置运算符<、>、@987654348 @, >= 不要。

那么，标准的真正含义是什么？

T * p = new T;
T * q = nullptr;

^{p < q 的判决是什么？} 由于p 和q 不指向同一个数组的不同元素（包括数组最后一个元素之后的元素），并且两者都不指向同一个对象的非静态数据成员；执行p < q（和p > q）时的结果是未指定。

bool a = p < q;  // unspecified
bool b = p < q;  // unspecified

assert (a == b); // can fire

^{std::less 呢？} 但是，当使用 std::less 时，我们可以保证总订单 - 这实际上意味着以下断言不能触发 (standard-20.8.5p8)。

std::less<T*> comp;

bool a = comp (p, q);  // unspecified
bool b = comp (p, q);  // unspecified

assert (a == b);       // can not fire

【讨论】：

N3936 (C++14) 比 N3337 增加了更强的保证

【解决方案2】：

不，空指针相对于任何非空指针的顺序是未指定的。

如果操作数“指向不是同一对象的成员或同一数组的元素或不同函数的不同对象，或者其中只有一个为空”，则未指定比较运算符的结果。

std::less 和朋友对此进行了扩展以指定总顺序，但不指定空指针在该顺序中出现的位置。因此可以保证null 将始终大于或小于任何给定的非空指针。但它没有指定小于或大于所有非空指针。

【讨论】：