为什么std::set::extract不支持与std::set::find相同的异质查找功能

问题复现代码 #

#include <set>
#include <string>
#include <string_view>

using namespace std::literals;

int main()
{
    auto coll = std::set<std::string, std::less<>>{"abc"s, "xyz"s};
    coll.find("abc"sv);    // 编译通过
    coll.extract("abc"sv); // 编译报错
}

核心原因 #

这个差异本质是C++标准对std::set不同接口的设计差异导致的：

• 从C++14开始，只读类的查找接口（find/count/contains/lower_bound等）就支持了异质查找特性：只要容器的比较器是透明的（比如示例中的std::less<>），就可以接受任意和Key类型可比较的参数，无需构造临时Key对象。
• 而extract是C17才新增的接口，直到当前最新的C23标准，都没有为其添加异质查找的重载版本。标准中extract仅提供两个重载：
  • 接受迭代器参数的版本：node_type extract(iterator pos)
  • 接受精确Key类型常量引用的版本：node_type extract(const key_type& x)

为什么标准不为extract增加异质重载？ #

主要有两方面的考量：

1. 接口设计优先级问题：当初C++17引入extract接口的核心目的是支持节点在容器之间的零拷贝转移，异质查找的支持不在当时的核心需求范围内，后续版本迭代中这个特性的优先级也一直低于其他特性，至今没有被纳入标准。
2. 语义安全顾虑：extract是会修改容器结构的可变操作，一旦调用成功就会把对应节点从容器中移除。如果支持异质参数，可能会出现用户传入的可比类型和Key语义匹配度不足的误调用情况，相比只读的find接口，这类误调用的后果要严重很多。

解决方案 #

如果想要用string_view这类异质参数提取节点，可以先通过异质find拿到迭代器，再将迭代器传入extract即可：

auto it = coll.find("abc"sv);
if (it != coll.end()) {
    auto node = coll.extract(it); // 编译通过，无额外string构造开销
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者xmllmx