C++ STL中的multiset key_comp()函数

在C++的STL库中，通过使用multiset容器可以存储一系列有序的元素，这些元素可以重复，但是它们的顺序必须是按照一个比较函数来确定。在multiset中，默认的比较函数是std::less，即元素的类型必须支持小于运算符。但是在某些情况下，我们需要使用不同于默认比较函数的函数来对multiset容器中的元素进行排序。这就需要使用multiset容器的key_comp()函数。

key_comp()函数的用法

multiset容器的key_comp()函数用于获取设置为容器排序准则的比较函数。返回的是一个比较函数对象，这个函数对象可以作为参数传递给其他容器构造函数等。比如，定义了以下的multiset容器，其中元素是一个结构体，需要按照结构体某个成员变量的值来排序。

#include <set>
#include <iostream>

struct Item {
    int id;
    double weight;
};

bool compare_by_id(const Item& x, const Item& y) {
    return x.id < y.id;
}

struct CompareByWeight {
    bool operator()(const Item& x, const Item& y) const {
        return x.weight < y.weight;
    }
};

int main()
{
    std::multiset<Item, CompareByWeight> items;
    items.insert(Item{1, 1.1});
    items.insert(Item{2, 0.9});
    items.insert(Item{3, 1.0});

    auto comp = items.key_comp();
    auto iter = items.begin();
    while (comp(*iter, *(++iter))) {
        std::cout << iter->weight << "\n"; // 输出1.0 1.1
    }

    return 0;
}

在上面的例子中，multiset容器的比较函数是CompareByWeight结构体的 operator()函数。通过调用key_comp()函数，获取用于排序的比较函数，并将其赋值给comp变量。在对multiset容器进行遍历时，可以传递比较函数对象comp，以确保元素顺序的正确性。

key_comp()函数的返回值类型

key_comp()函数返回的是容器元素的比较函数对象的const引用。多数情况下，这个比较函数是底层容器类型内嵌的类型，对于multiset类型，这个嵌套类型是Compare参数。

自定义比较函数的注意事项

当需要定义自己的比较函数时，需要注意以下几点：

比较函数必须是可调用的，并且它们必须返回一个bool类型的值。
如果两个元素被认为相等，则比较函数应该返回false，这是因为multiset容器允许元素可以重复。
如果按比较函数定义，第一个元素应该排在第二个元素之前，则比较函数返回true，否则返回false。

对于结构体和类，需要定义一个比较函数对象或者定义一个 operator<()函数，以方便容器默认的比较函数进行排序。比如，定义以下的Item结构体，并按照结构体内id成员的大小来排序。

#include <set>
#include <iostream>

struct Item {
    int id;
    double weight;
};

bool compare_by_id(const Item& x, const Item& y) {
    return x.id < y.id;
}

int main()
{
    std::multiset<Item, decltype(compare_by_id)*> items(compare_by_id);
    items.insert(Item{1, 1.1});
    items.insert(Item{2, 0.9});
    items.insert(Item{3, 1.0});

    auto comp = items.key_comp();
    auto iter = items.begin();
    while (comp(*iter, *(++iter))) {
        std::cout << iter->id << "\n"; // 输出1 2
    }

    return 0;
}

在上面的例子中，定义了一个compare_by_id()比较函数，该函数用于按照Item结构体内id成员的大小来排序。在multiset容器的定义中，使用decltype(compare_by_id)*类型作为第二个模板参数，即比较函数的类型，该函数类型为指向compare_by_id()函数的指针。在构造multiset容器时，将compare_by_id()函数作为参数传递给构造函数，表示按照id成员大小进行排序。最后通过key_comp()函数获取排序函数，以便在遍历容器时使用。

总结

multiset容器的key_comp()函数提供了获取用于排序的比较函数对象的便捷方式。该函数返回的是一个比较函数对象的const引用，它可以作为参数传递给其他容器构造函数等。在定义自定义比较函数时，需要注意函数的可调用性、返回值和对相等元素的处理。通过灵活地使用比较函数，可以方便地自定义multiset容器元素的排序方式。