這個(gè) C++20 新特性讓對(duì)象比較變得如此優(yōu)雅
嘿,C++星際旅行者!還記得那些寫(xiě)到手抽筋的比較運(yùn)算符嗎?<、>、<=、>=、==、!= —— 寫(xiě)多了感覺(jué)自己在跳芭蕾舞!但是等等,C++20 給我們帶來(lái)了一個(gè)超級(jí)酷炫的新玩具 —— 三路比較運(yùn)算符!因?yàn)樗L(zhǎng)得像一艘可愛(ài)的小太空船,所以大家都親切地叫它"太空船運(yùn)算符":<=>
為什么我們需要這艘太空船?
想象一下,你正在開(kāi)發(fā)一個(gè)電商網(wǎng)站,需要對(duì)商品進(jìn)行價(jià)格排序。在傳統(tǒng)的 C++世界里,你需要寫(xiě)一大堆比較運(yùn)算符,就像這樣:
class Product {
double price; // ?? 商品價(jià)格
int stock; // ?? 庫(kù)存數(shù)量
string name; // ??? 商品名稱
public:
// 看看這些重復(fù)的代碼,像不像復(fù)制粘貼的藝術(shù)???
bool operator<(const Product& other) const; // 比這個(gè)貴嗎?
bool operator>(const Product& other) const; // 比這個(gè)便宜嗎?
bool operator<=(const Product& other) const; // 不比這個(gè)貴吧?
bool operator>=(const Product& other) const; // 不比這個(gè)便宜吧?
bool operator==(const Product& other) const; // 價(jià)格一樣?
bool operator!=(const Product& other) const; // 價(jià)格不一樣?
};
哇!這代碼寫(xiě)得我頭暈眼花!不僅要寫(xiě)六個(gè)函數(shù),還要確保它們之間的邏輯一致性。一不小心就會(huì)把 < 和 > 寫(xiě)反,讓你的打折商品比原價(jià)還貴... 這簡(jiǎn)直就是在玩雜耍!
太空船來(lái)了!
有了 C++20 的太空船運(yùn)算符,你只需要寫(xiě)一個(gè)運(yùn)算符:
class Product {
double price; // ?? 商品價(jià)格
int stock; // ?? 庫(kù)存數(shù)量
string name; // ??? 商品名稱
public:
auto operator<=>(const Product& other) const = default; // 魔法!?
};
就這樣!一行代碼替代了六個(gè)運(yùn)算符!就像有了一根魔法棒,幫你完成所有工作!
太空船的駕駛指南
聽(tīng)好啦,太空船不是普通的飛行器,它有三種超酷的飛行模式!就像是游戲里的三種不同難度等級(jí),每種都有它的獨(dú)特用途!
首先是 std::strong_ordering —— 這是最嚴(yán)格的模式!就像比較商品價(jià)格一樣,10.99 就是比 11.99 便宜,不講價(jià)!這種比較明確得不能再明確了,不會(huì)有任何模棱兩可。
然后是 std::weak_ordering —— 這個(gè)就像是咱們的"差不多先生"了!比如說(shuō)字符串 "Hello" 和 "hello",雖然大小寫(xiě)不同,但其實(shí)說(shuō)的是同一個(gè)詞。它們是等價(jià)的,但又不是完全一模一樣。
最后是 std::partial_ordering —— 這個(gè)最隨性了!有時(shí)候甚至?xí)f(shuō)"抱歉,這倆沒(méi)法比較"。就像是在餐廳比較"辣子雞"和"冰淇淋",誰(shuí)更好吃?這個(gè)問(wèn)題本身就很哲學(xué)...
來(lái)看看怎么駕駛這艘太空船:
// 太空船的航行日志 ??
if (price1 <=> price2 < 0) {
std::cout << "哇!發(fā)現(xiàn)特價(jià)商品!趕緊搶購(gòu)!??♂?" << std::endl;
} else if (price1 <=> price2 > 0) {
std::cout << "emmm...這個(gè)有點(diǎn)小貴啊!??" << std::endl;
} else {
std::cout << "價(jià)格一樣?!難道是平行宇宙的同款???" << std::endl;
}
看到了嗎?用起來(lái)比玩游戲還簡(jiǎn)單!而且不會(huì)迷路,因?yàn)榫幾g器就是你的星際導(dǎo)航儀!
太空船的三種超能力
讓我們來(lái)揭秘太空船運(yùn)算符的三種神奇超能力!就像是從漫威電影里走出來(lái)的超級(jí)英雄一樣酷炫!
1.鋼鐵俠模式:強(qiáng)序比較
這是最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋容^模式,就像鋼鐵俠的裝甲一樣精確!想象你在淘寶買(mǎi)東西:
// 太空船的航行日志 ??
if (price1 <=> price2 < 0) {
std::cout << "哇!發(fā)現(xiàn)特價(jià)商品!趕緊搶購(gòu)!??♂?" << std::endl;
} else if (price1 <=> price2 > 0) {
std::cout << "emmm...這個(gè)有點(diǎn)小貴??!??" << std::endl;
} else {
std::cout << "價(jià)格一樣?!難道是平行宇宙的同款???" << std::endl;
}
這就像物理定律一樣嚴(yán)格,不講情面!1分錢(qián)也是錢(qián),一個(gè)銅板都不能馬虎!??
2.蜘蛛俠模式:弱序比較
這種比較超級(jí)靈活,就像蜘蛛俠的蛛絲一樣!有時(shí)候我們并不在意完全相同,差不多就行:
class LazyText { // 懶人文本類
std::string text;
public:
std::weak_ordering operator<=>(const LazyText& other) const {
// 不管大小寫(xiě),都是一家人!
std::string me = text; // 我寫(xiě)的
std::string you = other.text; // 你寫(xiě)的
// 把所有字母都變小寫(xiě),像把超級(jí)英雄換上便裝
std::transform(me.begin(), me.end(), me.begin(), ::tolower);
std::transform(you.begin(), you.end(), you.begin(), ::tolower);
if (me < you) return std::weak_ordering::less; // 我比你小
if (me > you) return std::weak_ordering::greater; // 我比你大
return std::weak_ordering::equivalent; // 我們是一家人!
}
};
LazyText msg1{"Hello World"}; // 我是正經(jīng)人
LazyText msg2{"hElLo wOrLd"}; // 我是個(gè)頑皮鬼
// 雖然寫(xiě)法不同,但都在說(shuō)"你好,世界"!??
3.浩克模式:偏序比較
這是最狂野的比較模式,就像浩克一樣不按常理出牌!有時(shí)候甚至?xí)f(shuō)"不好意思,這個(gè)真沒(méi)法比":
class QuantumMood { // 量子心情類 ??
double happiness; // 心情指數(shù)
public:
std::partial_ordering operator<=>(const QuantumMood& other) const {
if (std::isnan(happiness) || std::isnan(other.happiness))
return std::partial_ordering::unordered; // 心情無(wú)法比較!
if (happiness < other.happiness)
return std::partial_ordering::less; // 我不太開(kāi)心
if (happiness > other.happiness)
return std::partial_ordering::greater; // 我超開(kāi)心
return std::partial_ordering::equivalent; // 心情一樣!
}
};
QuantumMood monday{-999.99}; // 周一的心情 ??
QuantumMood friday{NAN}; // 周五的心情已經(jīng)無(wú)法用數(shù)字衡量了!??
// 這兩種心情根本沒(méi)法比,就像問(wèn)浩克"你開(kāi)心嗎?"一樣!
太空船的隱藏技能
太空船運(yùn)算符還有一些很酷的特性:
(1) 自動(dòng)生成其他比較運(yùn)算符
class Score {
int value;
public:
auto operator<=>(const Score&) const = default;
// 編譯器會(huì)自動(dòng)為你生成 ==、!=、<、<=、>、>=
};
(2) 支持不同類型之間的比較
class Minutes {
int mins;
public:
auto operator<=>(const Hours& hours) const {
return mins <=> (hours.value * 60); // 自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換!
}
};
實(shí)用小貼士
(1) 默認(rèn)實(shí)現(xiàn)的魔法
struct Point {
int x, y;
auto operator<=>(const Point&) const = default; // 自動(dòng)按成員聲明順序比較
};
(2) 自定義比較邏輯
class Student {
std::string name;
int score;
public:
auto operator<=>(const Student& other) const {
// 先按分?jǐn)?shù)排序,分?jǐn)?shù)相同再按姓名排序
if (auto cmp = score <=> other.score; cmp != 0)
return cmp;
return name <=> other.name;
}
};
性能小課堂
使用太空船運(yùn)算符不僅代碼更簡(jiǎn)潔,性能也可能更好!因?yàn)樗恍枰M(jìn)行一次比較,就能得到所有需要的信息:
// 舊方式:可能需要多次比較
if (a < b) { /* ... */ }
if (a > b) { /* ... */ } // 重復(fù)比較!
// 新方式:一次比較搞定所有!
auto cmp = a <=> b;
if (cmp < 0) { /* a < b */ }
if (cmp > 0) { /* a > b */ }
結(jié)束語(yǔ)
太空船運(yùn)算符就像是給你的代碼裝上了一個(gè)超級(jí)加速器,讓比較操作變得既簡(jiǎn)單又高效!記住,好的代碼就像優(yōu)秀的太空船 —— 簡(jiǎn)潔、高效、可靠!現(xiàn)在,是時(shí)候讓你的代碼起飛了!