在 Rust 中,PartialOrd和Ord是定义类型排序能力的两个核心 trait。简单说:**PartialOrd表示“部分排序”,Ord表示“全序”**。所有需要比较大小、排序的数据结构都离不开它们。
继承关系:
PartialEq→EqPartialEq→PartialOrd// PartialOrd 必须实现 PartialEqPartialEq、Eq、PartialOrd→Ord// Ord 必须实现 PartialEq、 Eq 、PartialOrd1、x.partial_cmp(&y)方法,大小比较
x.partial_cmp(&y)的返回类型是Option<Ordering>,所以一共有 4 种可能的结果:
| 结果 | 含义 |
|---|---|
Some(Ordering::Less) | x小于y |
Some(Ordering::Equal) | x等于y |
Some(Ordering::Greater) | x大于y |
None | x与y无法比较(例如涉及NaN) |
fnmain(){letx=50;lety=60;println!("{:?}",x.partial_cmp(&y));// Some(Less)}1、PartialOrd——部分排序
PartialOrd**要求类型必须先实现PartialEq**,因为排序的前提是能判断相等。部分排序允许两个值之间可能无法比较。最典型的例子就是浮点数中的
NaN:NaN与任何值(包括它自己)比较都是无意义的,因此浮点数只能实现PartialOrd。PartialOrdtrait 的核心方法是partial_cmp:
fnpartial_cmp(&self,other:&Self)->Option<Ordering>;- 它返回
Option<Ordering>,当值无法排序时返回None。
fnmain(){letx=1.0f64;lety=f64::NAN;println!("{:?}",x.partial_cmp(&y));// None}PartialOrd还提供了<、>、<=、>=这些比较运算符的默认实现,内部都依赖partial_cmp。
(1)x.partial_cmp(&y)方法,大小比较
x.partial_cmp(&y)的返回类型是Option<Ordering>,所以一共有 4 种可能的结果:
| 结果 | 含义 |
|---|---|
Some(Ordering::Less) | x小于y |
Some(Ordering::Equal) | x等于y |
Some(Ordering::Greater) | x大于y |
None | x与y无法比较(例如涉及NaN) |
fnmain(){letx=50;lety=60;println!("{:?}",x.partial_cmp(&y));// Some(Less)}(2)自动派生PartialOrd
当在结构体或枚举上#[derive(PartialEq, PartialOrd)]时:
结构体:按照字段从上到下的声明顺序,依次比较每个字段,第一个不等字段的结果即为整体结果。
#[derive(PartialEq, PartialOrd)]structMyStruct{a:i32,b:i32,}fnmain(){letm1=MyStruct{a:20,b:55};letm2=MyStruct{a:20,b:10};println!("{:?}",m1.partial_cmp(&m2));// Some(Greater)}
枚举:按照变体从上到下的声明顺序,靠前的变体小于靠后的变体;同一变体内的字段再按顺序比较。
#[derive(PartialEq, PartialOrd)]enumMyEnum{BBB,AAA,CCC,}fnmain(){letm1=MyEnum::BBB;letm2=MyEnum::AAA;letm3=MyEnum::CCC;println!("{:?}",m1.partial_cmp(&m2));// Some(Less)println!("{:?}",m2.partial_cmp(&m3));// Some(Less)}
2、Ord——全部排序
全序要求任意两个值都可以且必须能排出确定的大小,满足三个性质:
- 完全性:对于任意
a、b,a<b、a==b、a>b三者有且只有一个成立。 - 反对称性:若
a<b则不可能a>b。 - 传递性:若
a<b且b<c则a<c。
Ord的核心方法是cmp,直接返回Ordering(不再有Option):
fncmp(&self,other:&Self)->Ordering;因为任何两个值都能比较,所以cmp总是能返回Less、Equal或Greater。
Ord还提供了实用的max和min方法,可以直接找出两个值中的较大者或较小者。
(1)x.cmp(&y)方法,大小比较
x.cmp(&y)的返回类型是Ordering,所以一共有 4 种可能的结果**:
| 结果 | 含义 |
|---|---|
Ordering::Less | x小于y |
Ordering::Equal | x等于y |
Ordering::Greater | x大于y |
fnmain(){letx=50;lety=60;println!("{:?}",x.cmp(&y));// Less}(2)自动派生Ord
当在结构体或枚举上#[derive(PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord)]时:
结构体:按照字段从上到下的声明顺序,依次比较每个字段,第一个不等字段的结果即为整体结果。
#[derive(PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord)]structMyStruct{a:i32,b:i32,}fnmain(){letm1=MyStruct{a:20,b:55};letm2=MyStruct{a:20,b:10};println!("{:?}",m1.cmp(&m2));// Greater}
枚举:按照变体从上到下的声明顺序,靠前的变体小于靠后的变体;同一变体内的字段再按顺序比较。
#[derive(PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord)]enumMyEnum{BBB,AAA,CCC,}fnmain(){letm1=MyEnum::BBB;letm2=MyEnum::AAA;letm3=MyEnum::CCC;println!("{:?}",m1.cmp(&m2));// Lessprintln!("{:?}",m2.cmp(&m3));// Less}
3、手动实现PartialOrd和Ord,比较一个值
// PartialOrd 必须实现 PartialEq// Ord 必须实现 PartialEq、 Eq、PartialOrd#[derive(PartialEq, Eq)]// 通过派生实现 PartialEq, EqstructMyStruct{name:String,age:i32,}// 手动实现 PartialOrdimplPartialOrdforMyStruct{fnpartial_cmp(&self,other:&Self)->Option<std::cmp::Ordering>{self.age.partial_cmp(other.age)// 仅比较年龄}}// 手动实现 OrdimplOrdforMyStruct{fncmp(&self,other:&Self)->std::cmp::Ordering{self.age.cmp(other.age)// 仅比较年龄}}}fnmain(){letm1=MyStruct{name:"小李".to_string(),age:55};letm2=MyStruct{name:"小刘".to_string(),age:10};letm3=MyStruct{name:"小王".to_string(),age:80};println!("{:?}",m1.partial_cmp(&m2));// Some(Greater)println!("{:?}",m1.partial_cmp(&m3));// Some(Less)println!("{:?}",m1.cmp(&m2));// Greaterprintln!("{:?}",m1.cmp(&m3));// Less}4、手动实现Ord,比较多个值
// Ord 必须实现 PartialEq、 Eq、PartialOrd#[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd)]structMyStruct{a:i32,b:i32,c:i32,}// 手动实现 OrdimplOrdforMyStruct{fncmp(&self,other:&Self)->std::cmp::Ordering{self.b.cmp(&other.b)// 先比较 b.then(self.c.cmp(&other.c))// 再比较 c.then(self.a.cmp(&other.a))// 最后比较 a}}fnmain(){letm1=MyStruct{a:10,b:5,c:8};letm2=MyStruct{a:5,b:8,c:8};letm3=MyStruct{a:15,b:5,c:4};println!("{:?}",m1.partial_cmp(&m2));// Some(Greater) 自动派生 abc顺序 m1.a > m2.aprintln!("{:?}",m1.partial_cmp(&m3));// Some(Less) 自动派生 abc顺序 m1.a < m3.aprintln!("{:?}",m1.cmp(&m2));// Less m1.b < m2.bprintln!("{:?}",m1.cmp(&m3));// Greater m1.c > m3.c}