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std::lexicographical_compare

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C++
 
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(C++11)                       
在未初始化内存上的操作
 
在标头 <algorithm> 定义 
template< class InputIt1, class InputIt2 >
bool lexicographical_compare( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                              InputIt2 first2, InputIt2 last2 );
(1) (C++20 起为 constexpr) 
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt1, class ForwardIt2 >
bool lexicographical_compare( ExecutionPolicy&& policy,
                              ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                              ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2 );
(2) (C++17 起) 
template< class InputIt1, class InputIt2, class Compare >
bool lexicographical_compare( InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                              InputIt2 first2, InputIt2 last2,
                              Compare comp );
(3) (C++20 起为 constexpr) 
template< class ExecutionPolicy,
          class ForwardIt1, class ForwardIt2, class Compare >
bool lexicographical_compare( ExecutionPolicy&& policy,
                              ForwardIt1 first1, ForwardIt1 last1,
                              ForwardIt2 first2, ForwardIt2 last2,
                              Compare comp );
(4) (C++17 起)

检查第一个范围 [first1, last1) 是否按字典序小于 第二个范围 [first2, last2)。

1) 用 operator< 比较元素。
3) 用给定的二元比较函数 comp 比较元素。
2,4) 同 (1,3)，但按照 policy 执行。这些重载只有在满足以下所有条件时才会参与重载决议：

std::is_execution_policy_v<std::decay_t<ExecutionPolicy>> 是 true。

(C++20 前)

std::is_execution_policy_v<std::remove_cvref_t<ExecutionPolicy>> 是 true。

(C++20 起)

字典序比较是拥有下列属性的运算：

  • 逐元素比较两个范围。
  • 首个不匹配元素定义一个范围是否按字典序小于 或大于 另一个。
  • 如果一个范围是另一个的前缀，那么较短的范围小于 另一个。
  • 如果两个范围拥有等价元素和相同长度，那么两个范围按字典序相等。
  • 空范围按字典序小于 任何非空范围。
  • 两个空范围按字典序相等。

参数

first1, last1 - 要检验的第一个元素范围的迭代器对
first2, last2 - 要检验的第二个元素范围的迭代器对
policy - 所用的执行策略
comp - 比较函数对象（即满足比较 (Compare) 要求的对象），如果首个实参小于 第二个，则返回 ​true。

比较函数的签名应等价于如下：

bool cmp(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const&，函数也不能修改传递给它的对象，而且必须能够接受（可有 const 限定的）类型 Type1 与 Type2 的所有值，与值类别无关（从而不允许 Type1 &，也不允许 Type1，除非 Type1 的移动等价于复制(C++11 起)）。
类型 Type1 与 Type2 必须使得 InputIt1 与 InputIt2 类型的对象在解引用后能隐式转换到 Type1 与 Type2 两者。 ​

类型要求
-
InputIt1, InputIt2 必须满足老式输入迭代器 (LegacyInputIterator) 。
-
ForwardIt1, ForwardIt2 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 。
-
Compare 必须满足比较 (Compare) 。

返回值

第一范围按字典序小于 第二个时返回 true，否则返回 false。

复杂度

给定 N1 为 std::distance(first1, last1)，N2 为 std::distance(first2, last2)：

1,2) 最多应用 2min(N1,N2) 次 operator< 进行比较。
3,4) 最多应用 2min(N1,N2) 次比较函数 comp。

异常

拥有名为 ExecutionPolicy 的模板形参的重载按下列方式报告错误：

  • 如果作为算法一部分调用的函数的执行抛出异常，且 ExecutionPolicy 是标准策略之一，那么调用 std::terminate。对于任何其他 ExecutionPolicy，行为由实现定义。
  • 如果算法无法分配内存，那么抛出 std::bad_alloc。

可能的实现

lexicographical_compare (1) 
template<class InputIt1, class InputIt2>
bool lexicographical_compare(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                             InputIt2 first2, InputIt2 last2)
{
    for (; (first1 != last1) && (first2 != last2); ++first1, (void) ++first2)
    {
        if (*first1 < *first2)
            return true;
        if (*first2 < *first1)
            return false;
    }
    
    return (first1 == last1) && (first2 != last2);
}
lexicographical_compare (3) 
template<class InputIt1, class InputIt2, class Compare>
bool lexicographical_compare(InputIt1 first1, InputIt1 last1,
                             InputIt2 first2, InputIt2 last2, Compare comp)
{
    for (; (first1 != last1) && (first2 != last2); ++first1, (void) ++first2)
    {
        if (comp(*first1, *first2))
            return true;
        if (comp(*first2, *first1))
            return false;
    }
    
    return (first1 == last1) && (first2 != last2);
}

示例

运行此代码
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <random>
#include <vector>

void print(std::vector<char> const& v, auto suffix)
{
    for (char c : v)
        std::cout << c << ' ';
    std::cout << suffix;
}

int main()
{
    std::vector<char> v1{'a', 'b', 'c', 'd'};
    std::vector<char> v2{'a', 'b', 'c', 'd'};
    
    for (std::mt19937 g{std::random_device{}()};
         !std::lexicographical_compare(v1.begin(), v1.end(),
                                       v2.begin(), v2.end());)
    {
        print(v1, ">= ");
        print(v2, '\n');
        
        std::shuffle(v1.begin(), v1.end(), g);
        std::shuffle(v2.begin(), v2.end(), g);
    }
    
    print(v1, "<  ");
    print(v2, '\n');
}

可能的输出： 

a b c d >= a b c d 
d a b c >= c b d a 
b d a c >= a d c b 
a c d b <  c d a b

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
LWG 142 C++98 最多只能进行 min(N1,N2) 次比较，但实际上无法实现（需要两次比较才能确定等价） 比较次数上限翻倍
LWG 1205 C++98 涉及空范围的字典序比较的结果不明确 使之明确

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