如何在std::set/std::map中同时使用std::less<>转发特性与自定义比较器？

实现方案 #

你需要的大小写敏感透明比较器实现如下，仅需额外定义该比较器结构体即可：

struct case_less {
    // 启用透明比较特性，允许不同类型参数直接比较
    using is_transparent = void;

    // 两个Str对象的大小写敏感比较
    bool operator()(const Str& a, const Str& b) const {
        return static_cast<const std::string&>(a) < static_cast<const std::string&>(b);
    }

    // Str与const char*的大小写敏感比较，无临时对象生成
    bool operator()(const Str& a, const char* b) const {
        return a.compare(b) < 0;
    }

    // const char*与Str的大小写敏感比较，无临时对象生成
    bool operator()(const char* a, const Str& b) const {
        return b.compare(a) > 0;
    }
};

之后就可以按照需求直接声明两种规则的set：

std::set<Str,std::less<>> list_no_case; // 大小写不敏感，沿用你已实现的Str::operator<逻辑
std::set<Str,case_less> list_case; // 大小写敏感，支持透明参数转发无临时对象开销

原理解释 #

C++14版本之后为关联容器引入了透明比较特性：只要比较器定义了is_transparent类型标记，容器的find、count这类查找接口就会直接转发传入的任意类型参数，不会强制转换为容器元素类型，自然就不会生成临时对象。
你之前用的std::less<>就是标准库提供的默认透明比较器，它会直接调用元素类型的operator<，刚好匹配你Str类内置的大小写不敏感比较逻辑。我们自定义的case_less只是手动实现了大小写敏感的多参数比较重载，同时加上is_transparent标记，就获得了和std::less<>一样的透明转发能力。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mark