当应用于不相关的指针时，std::less 如何比 < 更安全？

Question

我发现我应该std::less用来比较我的对象，以便能够比较 Unrelated 指针（来自不同的序列），因为<如果在那些不相关的指针上使用，只使用关系运算符会产生 UB。

• 所以为了练习，我已经实现了我的compare功能：

    #include <iostream>
    using namespace std;
    #include <functional>
  
  
    template <class T>
    constexpr int compare(T const& x, T const& y)
    {
        if(std::less<T>()(x, y))
            return -1;
        if(std::less<T>()(y, x))
            return 1;
        return 0;
    }
  
  
    int main()
    {
        std::cout << compare(std::string("Hello"), std::string("hello")) << std::endl;
        std::cout << compare(std::string("hello"), std::string("Hello")) << std::endl;
        std::cout << compare(std::string("hello"), std::string("hello")) << std::endl;
        std::cout << compare(-7, 1) << std::endl;
  
        int* p1{new int(10)};
        int* p2{new int{4}};
        std::cout << compare(p2, p1) << std::endl;
  
        std::cout << "\ndone!\n";
    }
  

输出：

-1
 1  
 0
-1
 1

• 为什么我不应该<在这种情况下直接使用？

• 怎么可能std::less比 更安全<？我是说内功。谢谢！

Answer 1

怎么可能std::less比 更安全<？

因为标准是这么说的。

我是说内功。

在所有 x64 和大多数现代架构上，std::less::operator()都只是对内置运算符的简单包装，<或者将指针转换为uinptr_t然后进行比较。

C++ 旨在适用于各种硬件架构，因此大概有一些架构（历史？，古老？，奇怪？）其中并非所有数据地址都（容易）比较。在那些架构上，操作员<将无法工作，而std::less需要实施工作方式。

作为旁注，您没有在示例中比较指针

我应该使用std::less而不是<

对于指向（可能）不同对象或不同数组中的指针，是的，否则如果<在这种情况下使用，则会出现未定义行为。对于其他任何事情都没有。std::less当您需要为某些其他函数（例如std::sort）提供比较器函数时，这非常有用。

例如：

int a{}, b{}
int* p_a = &a;
int* p_aa = &a;
int* p_b = &b;

p_a < p_b; // technically Undefined Behavior, use std::less instead:
std::less<>{}(p_a, p_b);

p_a < p_a; // ok
p_a < p_aa; // ok

int arr1[10]{}
int* p1_1 = &arr1[0];
int* p1_2 = &arr1[5];

int arr2[10]{};
int* p2_1 = &arr2[0];
int* p2_2 = &arr2[5];

p1_1 < p2_1; // technically Undefined Behavior, use std::less instead:
std::less<>{}(p_1_1, p_2_1);

p1_1 < p1_2; // ok
p2_1 < p2_2; // ok

char str[] = "hello";
char* str_end = str + strlen(str);

for (char* p = str; p < str_end; ++p) // ok
    // ...

对于任何其他用途 <

int a{}, b{};
a < b; // ok

std::string s1{}, s2{};
s1 < s2; // ok