比较指向成员的指针？答案

【问题标题】：compare a pointer to member?比较指向成员的指针？
【发布时间】：2012-10-25 09:47:27
【问题描述】：

我很困惑为什么不能使用二元运算符比较指向成员的指针

class Point3d{
  protected:
      //..
 public:
     float x;
      static list<Point3d*> *freeList;
 public:
     float y;
     static const int chunkSize = 250;
 public:
    float z;

};
和一个模板：

template< class class_type, class data_type1, class data_type2 >

char* access_order(data_type1 class_type:: *mem1, data_type2 class_type:: *mem2)
{

    return
      mem1 < mem2 ?
         "member 1 accurs first":
         "member 2 accurs first";
}

当我像下面这样调用 access_order 时：

access_order(&Point3d::z, &Point3d::y);

g++ 报告：

"invalid operands of types ‘float Point3d::*’ and ‘float Point3d::*’ to binary ‘operator<’"

有没有办法比较指向成员的指针，我的意思是不等比较，以及如何？

【问题讨论】：

出于同样的原因，您不应该使用运算符比较指针
@FrerichRaabe 我不认为这是重复的，因为他询问的是指向数据成员的指针，而不是指向成员函数的指针。（此外，您引用的线程中的主要答案不正确。）
@JamesKanze：对不起，我看错了——我以为另一个问题是“指向成员的指针”。我同意这不是重复的。我可以在这里恢复我的关闭请求吗？

标签： c++

【解决方案1】：

您可以比较对象成员的地址：

A a;
if (std::less<void*>()(&a.a, &a.b))
    std::cout << "a precedes b\n";
else
    std::cout << "a follows b\n";

【讨论】：

【解决方案2】：

最好的选择之一 - 通过std::memcpy 制作原始副本，计算哈希，然后将其用于比较（感谢@HolyBlackCat 的 cmets）。下面的函数计算传递的指向成员的指针的哈希值（在现代 C++ 17 编译器 VS、GCC.CLang 上测试）。

#include <cstring>
#include <string_view>
#include <functional>

template <typename TObject, typename TMember>
size_t HashMemberPtr(TMember TObject::* memberPtr)
{
    char buf[sizeof memberPtr];
    std::memcpy(&buf, &memberPtr, sizeof memberPtr);
    return std::hash<std::string_view>{}(std::string_view(buf, sizeof buf));
}

很遗憾，它与std::hash<> 不兼容，因为最后一个模板参数只需要一个。

使用方法：

struct CPoint3D
{
    float x;
    float y;
    float z;
};

int main()
{
    const size_t xHash = HashMemberPtr(&CPoint3D::x);

    assert(xHash == HashMemberPtr(&CPoint3D::x));
    assert(xHash != HashMemberPtr(&CPoint3D::y));
    assert(xHash != HashMemberPtr(&CPoint3D::z));

    return 0;
}

【讨论】：

以这种方式使用联合会导致未定义的行为（即使大多数编译器不会对此做任何事情）。一个合法的替代方法是将std::memcpy 转换成一个字节数组，或者std::bit_cast。
@HolyBlackCat ，感谢您指出替代方案，它们也可以工作并且可以使用。关于未定义的行为，从我的角度来看，所有这些三种方法都是一样的——允许访问指向成员的原始表示。当然，这种表示在不同的编译器中可能会有所不同，我们不能将这些数据用于任何其他目的（例如作为偏移量），但只能作为哈希。
在这种特定情况下，实际上所有三个都做同样的事情，因为至少 GCC 在其手册中承诺接受这种 UB，而其他编译器似乎也在做同样的事情。但总的来说，依赖 UB 的结果，因为您观察到它在单台机器上的一个编译器上工作是一个坏主意。
我已经更新了答案，删除了可疑的转换，但仍然喜欢使用 union，因为带有 std::memcpy 的选项不能在 CLang 和 std::bit_cast 上编译，需要 C++ 20.
请注意，如果您处理虚函数，您可能会得到“令人惊讶”的结果：您可以在基类和派生类中为虚函数获得相同的哈希值。

【解决方案3】：

出于同样的原因，您一般不能比较指针。唯一的支持的顺序比较是如果两个数据指针指向进入同一个数组。否则，比较的结果是未指定；不需要编译器来使运算符“工作” 任何合理的方式。（确保这里的总订单需要额外的在某些架构上进行计算。）因为没有案例你可以得到为指向成员的指针指定结果，标准不允许它们作为运算符的参数。

如果您需要总订购，std::less 等。保证提供它。包括，如果我正确理解标准，成员指针。（尽管为指向成员函数的指针提供了总排序可能会非常昂贵。）然而，即使那样，这种订购可能是任意的；它当然不需要反映任何在内存中排序。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果 Point3d 重载

返回 *mem1

或更改签名

char* access_order(data_type1 class_type:: &mem1, data_type2 class_type:: &mem2) char* access_order(data_type1 class_type:: mem1, data_type2 class_type:: mem2)

您是否要对实际内存地址进行比较？

【讨论】：

好的，我只是想测试/检查一下c++内存模型，非常感谢~~~~

【解决方案5】：

指向成员的指针本身并不指向某些内存。它们只是标签。您唯一可以对它们做的事情就是使用运算符.* 或->* 将它们转换为对给定对象的指针值的引用，或者存储在另一个指向成员变量的指针中。

struct A
{
    int a;
    float b;
};
A a;
int A::* p2m = &A::a;
int A::* p2m2 = p2m;

int & realPointer = a.*p2m;

注意，你只能比较相同类型的指针，所以你不能比较指向A::a（int A::*）的指针和指向A::b（float A::*）的指针

【讨论】：

【解决方案6】：

指针比较似乎对每个人都很有吸引力，但它们总是会导致不可移植或未定义的行为。

最简单的答案是你永远不应该这样做。没有经典方法无法解决的计算问题。

不要误会我的意思，我知道提出错误的问题可能会产生有趣的想法，或者加深对语言甚至 CPU 工作原理的理解。

【讨论】：