當我們需要自定義排序規則時，需要實現一個比較函式，該函式類似如下：

bool cmp(int a,int b)
{
 return a>b;
}

當cmp返回true時，a將會排在b前面，因此上面的函式將從大到小排序。
換句話說，cmp函式重新定義了“小”的概念（當a>b時，a“小於”b），整個序列將按照這個“小”的規則從“小”到“大”排序。

前幾天同事遇到一個問題：

對一組資料從小到大排序，對於值相等的兩個元素，經過排序之後，原本靠後的元素排在前面。於是他寫出瞭如下的比較函式：

bool cmp(int a,int b)
{
 return a<=b;
}

以上寫法有兩個問題：

首先我們回顧下排序演算法穩定性的概念：假定在待排序的記錄序列中，存在多個具有相同的關鍵字的記錄，若經過排序，這些記錄的相對次序保持不變，即在原序列中，ri=rj，且ri在rj之前，而在排序後的序列中，ri仍在rj之前，則稱這種排序演算法是穩定的；否則稱為不穩定的。

而sort內部使用的排序演算法不一定是穩定的（當元素較多時，使用的快速排序是不穩定的），對於一個不穩定的演算法，是無法保證值相同的兩個元素的順序的。

從使用上來說，傳遞給sort的cmp函式，就不應該使用等號。

從後果上來說，上述用法不僅不能解決問題，還可能導致程式coredump——沒錯，就在週五晚上，運營人員配置了一個新的元素之後，觸發了sort函式的coredump，幸虧人還在公司，立馬把觸發coredump的資源下掉，並及時修復了該bug。

coredump原因分析：

對於std::sort()，當容器裡面元素的個數大於_S_threshold 的列舉常量值時，會使用快速排序（stl的這個預設值是16）。

STL快速排序原始碼的關鍵程式碼：

注意這兩行：

while(__comp(*__first,__pivot))
    ++__first;

這兩行程式碼裡面，__pivot是中間值，__first是迭代器，假設我們的__comp函式對於相等的值返回true，那麼如果一個容器裡面最後一段元素所有值都相等，那麼__comp(*__first,__pivot)就恆為真。迭代器往前移的時候，終會移過最後一個元素，於是迭代器失效，程式core。

可以看到，上面快排的思路是，從左往右找一個比中間值“大”（即cmp函式返回false）的元素，從右往左找一個比中間值“小”元素，然後交換兩個元素的位置，使得大的在右邊，小的在左邊。

當cmp函式return a < b時，如果所有元素已經是有序的了，只要遇到一個值跟中間元素相等的元素（包括中間元素自己），cmp便返回false，__first迭代器右移停止。

而當cmp函式return a <= b時，若中間元素前面的元素都比它小，而後面的元素都跟它相等或者比它小，那麼cmp恆返回true，__first迭代器不斷右移，程式越界導致coredump。

坑踩過了，才能漲知識。

其實類似的問題，在《Effective STL》 的條款21中就有討論：永遠讓比較函式對相同元素返回false！

構建一個set，比較型別用的是less_equal，然後insert一個10：

set<int, less_equal<int> > s;       // s is sorted by “<=”
s.insert(10);                       // insert the value 10

現在嘗試再insert一次10：

s.insert(10);

對於這一個insert的呼叫，set必須先要搞明白10是否已經位於其中。 我們知道它已經位於其中，但set可是木頭木腦的，它必須執行檢查。為了便於弄明白髮生了什麼，我們將已經在set中的10稱為10A，而正試圖insert的那個叫10B。

set遍歷它的內部資料結構以查詢加入10B的位置。 最終，它總要檢查10B是否與10A相同。 關聯容器對“相同”的定義是equivalence(見Item 19)（WQ注： equivalence應指“數學相等”，two elements are equal if neither is less than the other，見《The C++ Standard Library》中文版P82，英文版電子P77；equality指“邏輯等價”，使用operator==()，見《The Standard Template Library》英文電子版P30)。

因此set測試10B是否數學等值於10A。 當執行這個測試時，它自然是使用set的比較函式。在這一例子裡，是operator<=，因為我們指定set的比較函式為less_equal，而less_equal就是operator<=。於是，set將計算這個表示式是否為真：

!(10 A <= 10 B ) && !(10 B <= 10 A )       // test 10 A and 10 B for equivalence

10A和10 B都是10，因此，10A <= 10B 肯定為真。同樣，10A <= 10B。上述的表示式簡化為

!(true) && !(true)

再簡化就是

false && false

結果當然是false。 也就是說，set得出的結論是10A與10B不等值，因此不一樣，於是它將10B加入容器。在技術上而言，這個行動導致未定義的行為，但是通常的結果是set終結於擁有了兩個值為10的元素的拷貝，也就是說它不再是一個set了。通過使用less_equal作為我們的比較型別，我們破壞了容器！

此外，所有對相同的元素返回true的比較函式都會做相同的事情。根據定義，相同的元素，是不等值的！
因此我們需要確保用在關聯容器上的比較函式總是對相同的元素返回false。

要避免掉入這個陷阱，你所要記住的就是比較函式的返回值指明的是在此函式定義的排序方式下，一個元素是否應該位於另一個之前。對於關聯容器，相同的元素絕不該一個領先於另一個，所以比較函式總應該為相同的元素返回false。

以上的討論是針對關聯容器的。從技術上講，用於關聯容器的比較函式必須在它們所比較的物件上定義一個“strict weak ordering“。其實，傳給sort 等泛型演算法的比較函式也有同樣的限制。

如果你對strict weak ordering的含義細節感興趣，可在很多STL指導書籍中找到，比如Josuttis的《The C++ Standard Library》（WQ注：中文版P176，英文版電子P156），Austern的《Generic Programming and the STL 》，和SGI STL的網站。

任何定義了一個strict weak ordering 的函式都必須在傳入相同元素的兩個拷貝時返回false，具體要求如下：

如果一個comp函式要滿足“Strict Weak Ordering”，意味著它應該滿足如下特徵（更多細節可以參見SGI版實現相關描述http://www.sgi.com/tech/stl/StrictWeakOrdering.html）:
(a) 反自反性：也即comp(x, x)必須是false
(b) 非對稱性：也即如果comp(x, y)和comp(y, x)的結果必然相反
(c) 可傳遞性：也即如果comp(x, y)為true，comp(y, z)為true，那麼comp(x, z)必然為true

這麼看到，示例程式碼的comp定義明顯違反了(a)(b)兩條，所以sort使用它時就可能工作不正常。解決辦法也很簡單，去掉那個“=”，再對照下”Strict Weak Ordering”的定義，就滿足了。