在std::array<unique_ptr<int>>中使用std::binary_search编译报错的解决办法

问题代码 #

#include <array>
#include <memory>
#include <algorithm>

int main() {
    std::array<std::unique_ptr<int>, 3> a = {std::make_unique<int>(1), 
    std::make_unique<int>(2), std::make_unique<int>(5)};

    auto t = std::binary_search(a.begin(), a.end(), 5, [] 
    (std::unique_ptr<int> x, std::unique_ptr<int> y) {
        return x.get() < y.get();
    });
return 0;
}

编译错误分析 #

第一个错误（传入int 5时） #

Severity    Code    Description Project File    Line    Suppression State   Details
Error   C2664   'bool thng_already::<lambda_1>::operator ()(std::unique_ptr<int,std::default_delete<int>>,std::unique_ptr<int,std::default_delete<int>>) const': cannot convert argument 1 from 'const _Ty' to 'std::unique_ptr<int,std::default_delete<int>>'
        with
        [
            _Ty=int
        ]   Proj    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.39.33519\include\algorithm 7028        

错误核心：std::binary_search会将容器元素（std::unique_ptr<int>）和目标值（int 5）传入比较器，但你的lambda要求两个参数都是std::unique_ptr<int>，类型不匹配导致转换失败。

第二个错误（传入std::make_unique<int>(5)时） #

Severity    Code    Description Project File    Line    Suppression State   Details
Error   C2280   'std::unique_ptr<int,std::default_delete<int>>::unique_ptr(const std::unique_ptr<int,std::default_delete<int>> &)': attempting to reference a deleted function  Proj    C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.39.33519\include\algorithm 7028        

错误核心：std::unique_ptr是独占所有权的智能指针，拷贝构造函数已被删除。你的lambda使用值传递参数（std::unique_ptr<int> x），会尝试拷贝传入的unique_ptr，触发删除的拷贝构造函数，导致编译失败。

另外，原代码的比较逻辑（x.get() < y.get()）是比较指针的内存地址，而非指针指向的整数值，这不符合查找值为5的元素的需求；且容器未按指向的值排序，std::binary_search本身要求目标范围是已排序的，否则无法正确工作。

解决方案 #

关键修正点 #

1. 使用const引用传递参数：避免拷贝unique_ptr，绕过其删除的拷贝构造函数。
2. 兼容参数类型：让比较器支持unique_ptr<int>和int的双向比较（std::binary_search会同时做元素<目标值和目标值<元素的判断）。
3. 修正比较逻辑：比较指针指向的整数值，而非指针地址。
4. 先排序容器：确保数组按指向的值排序，满足std::binary_search的前置条件。

正确代码示例 #

#include <array>
#include <memory>
#include <algorithm>
#include <type_traits>

int main() {
    std::array<std::unique_ptr<int>, 3> a = {
        std::make_unique<int>(1), 
        std::make_unique<int>(2), 
        std::make_unique<int>(5)
    };

    // 定义通用比较器：自动适配unique_ptr和int类型的比较
    auto cmp = [](const auto& lhs, const auto& rhs) {
        auto get_value = [](const auto& val) {
            if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<decltype(val)>, int>) {
                return val;
            } else {
                return *val;
            }
        };
        return get_value(lhs) < get_value(rhs);
    };

    // 按指向的整数值排序数组
    std::sort(a.begin(), a.end(), cmp);

    // 使用binary_search查找值为5的元素
    auto found = std::binary_search(a.begin(), a.end(), 5, cmp);

    // 可选：用lower_bound获取目标元素的迭代器
    if (found) {
        auto it = std::lower_bound(a.begin(), a.end(), 5, cmp);
        if (it != a.end() && **it == 5) {
            // 成功找到目标元素
        }
    }

    return 0;
}

简化版比较器（C++17及以上） #

如果不需要通用类型适配，也可以直接写一个简洁版本：

auto cmp = [](const auto& a, const auto& b) {
    return (std::is_same_v<std::decay_t<decltype(a)>, int> ? a : *a) < 
           (std::is_same_v<std::decay_t<decltype(b)>, int> ? b : *b);
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AnthonyML