为什么Sortable概念需要完全有序的值类型,而std::sort只需要“小于”可比较?

2024-02-11

In the 关于概念 N3701 的最新论文 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2013/n3701.pdf,有以下示例sort算法:

template<typename Cont>
  requires Sortable<Cont>()
void sort(Cont& cont)

where Sortable概念定义为

template<typename T>
concept bool Sortable()
{
  return Permutable_container<T>() && Totally_ordered<Value_type<T>>();
}

where Totally_ordered毫不奇怪,被定义为

template<typename T>
constexpr bool Totally_ordered()
{
  return Weakly_ordered<T>() && Equality_comparable<T>();
}

反过来Equality_comparable定义为

template<typename T>
constexpr bool Equality_comparable()
{
  return requires(T a, T b) {
    {a == b} -> bool;
    {a != b} -> bool;
  };
}

我没有找到它的定义Weakly_ordered,但我相信它应该看起来像这样(我对吗?)

template<typename T>
constexpr bool Weakly_ordered()
{
  return requires(T a, T b) {
    {a < b} -> bool;
    {a <= b} -> bool;
    {a > b} -> bool;
    {a >= b} -> bool;
  };
}

底线,在这个定义中,如果我想排序std::vector<T>,我需要T提供all比较运算符<, <=, >, >=, ==, !=。然而,在 C++ 的整个生命周期中,std::sort仅需要操作员<即将呈现!这是什么参考参数 http://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/sort说关于std::sort:

按升序对 [first, last) 范围内的元素进行排序。这 不保证保留相等元素的顺序。首先 版本使用运算符,第二个版本 使用给定的比较函数对象 comp。

那又怎样,这是否意味着在未来带有概念的 C++ 中,对于v类型的std::vector<T> where T仅提供operator<, std::sort(v.begin(), v.end())将编译,同时std::sort(v)将不会?这听起来很疯狂。

我在当前检查了这个范围-v3 实施 https://github.com/ericniebler/range-v3由埃里克·尼伯勒(Eric Niebler)撰写,它的工作原理就像我所描述的那样。除非提供所有运算符,否则代码不会编译。

另请参阅相关讨论:https://github.com/ericniebler/range-v3/issues/271 https://github.com/ericniebler/range-v3/issues/271


Concepts TS 并不概念化标准库。这只是一个例子;而已。

Ranges TS 版本sort需要Sortable,默认其比较类为std::less<>。然而,似乎std::less<>::operator()强加TotallyOrdered对其参数类型的要求。这就是它的来源。有一个关于此的注释P0021R0 (PDF) http://wg21.link/P0021R0:

[编者注:删除[utility.arg.requirements]中的表[lessthancomparable]。将 LessThanComparable 的使用替换为 TotallyOrdered (承认这是一个重大更改,使类型要求更加严格)。将对 [lessthancomparable] 的引用替换为对 [concepts.lib.compare.totallyordered]] 的引用

添加了强调。围绕此的一般问题似乎已被搁置 https://github.com/ericniebler/stl2/issues/21,等待其他语言功能(例如仅基于的所有其他运算符的隐式创建)operator<或类似的东西)。

您可以简单地使用比较函数的(正常)版本。或者你可以只使用std::sort迭代器版本,不会使用任何类型的概念。


还应该指出的是,与简介 https://botondballo.wordpress.com/2017/11/20/trip-report-c-standards-meeting-in-albuquerque-november-2017/ of “宇宙飞船操作员” http://wg21.link/P0515在 C++20 中(我们最早可以看到 Ranges TS 集成到标准中),整个讨论实际上变得毫无意义。一个简单的auto operator<=>(const MyType &) = default;在类中声明,突然间你的类型就完全有序了。

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