PartialOrd trait
半順序
f64 はPartialOrdトレイトのみを実装しているNaNは他の値と大小が定まらない
PartialOrd トレイトは、Rustで値の順序を比較するための標準的なトレイトです。このトレイトを実装することで、型のインスタンス間で大小比較を行うことができます。 PartialOrd を実装している型では、 < 、 > 、 <= 、 >= といった比較演算子を使用可能になります。以下に詳細を解説します。
---
PartialOrd トレイトの定義 PartialOrd は次のように定義されています。rustpub trait PartialOrd<Rhs = Self>: PartialEq<Rhs> {
fn partial_cmp(&self, other: &Rhs) -> Option<std::cmp::Ordering>;
fn lt(&self, other: &Rhs) -> bool {
matches!(self.partial_cmp(other), Some(std::cmp::Ordering::Less))
}
fn le(&self, other: &Rhs) -> bool {
matches!(
self.partial_cmp(other),
Some(std::cmp::Ordering::Less | std::cmp::Ordering::Equal)
)
}
fn gt(&self, other: &Rhs) -> bool {
matches!(self.partial_cmp(other), Some(std::cmp::Ordering::Greater))
}
fn ge(&self, other: &Rhs) -> bool {
matches!(
self.partial_cmp(other),
Some(std::cmp::Ordering::Greater | std::cmp::Ordering::Equal)
)
}
}主なポイント
1.
PartialOrd はPartialEq traitを継承している PartialOrd を実装する型は PartialEq も実装する必要があります。順序比較には等価性が前提となるためです。
2.
partial_cmp メソッド2つの値の順序を比較し、結果を
Option<Ordering> として返します。 Ordering は以下の3つの値を持つ列挙型です： Ordering::Less ( < ) Ordering::Equal ( == ) Ordering::Greater ( > )比較できない場合は
None を返します（例：浮動小数点数の NaN ）。3. デフォルト実装
lt （<）、 le （<=）、 gt （>）、 ge （>=）はデフォルトで partial_cmp を使って実装されています。---
カスタム型への実装
手動で実装する例
次の例は、2次元のポイントを
x 座標の値で比較する場合です。rustuse std::cmp::Ordering;
#[derive(Debug)]
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
impl PartialEq for Point {
fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
self.x == other.x
}
}
impl PartialOrd for Point {
fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
self.x.partial_cmp(&other.x)
}
}
fn main() {
let p1 = Point { x: 1, y: 5 };
let p2 = Point { x: 2, y: 3 };
let p3 = Point { x: 1, y: 10 };
println!("{}", p1 < p2); // true
println!("{}", p1 > p2); // false
println!("{}", p1 == p3); // true
} #[derive(PartialOrd)] を使う #[derive(PartialOrd)] を使えば、型のフィールドを順序比較可能にする自動実装が行えます。ただし、すべてのフィールドが PartialOrd を実装している必要があります。rust#[derive(PartialEq, PartialOrd, Debug)]
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
fn main() {
let p1 = Point { x: 1, y: 5 };
let p2 = Point { x: 2, y: 3 };
println!("{}", p1 < p2); // true
println!("{}", p1 > p2); // false
}---
PartialOrd の特性部分順序（Partial Order）
PartialOrd は部分順序を表します。つまり、すべての値が比較可能であるとは限りません。この点が Ord （全順序）との違いです。部分順序の例
浮動小数点型（
f32 , f64 ）では NaN が存在します。 NaN は NaN < 1.0 でも NaN > 1.0 でもなく、 NaN == NaN ですら false です。比較の結果が
None になるケース次のように、
partial_cmp が None を返す場合があります。rustfn main() {
let a = std::f64::NAN;
let b = 1.0;
println!("{:?}", a.partial_cmp(&b)); // None
println!("{}", a < b); // false
println!("{}", a > b); // false
}
---
Ord traitとの関係
Ord は PartialOrd を拡張したトレイトで、すべての値が順序関係を持つ場合に使用されます。 Ord の cmp メソッドは Ordering を返しますが、 Option ではないため、すべての値が比較可能であることを保証します。たとえば、整数型や文字列型は
Ord を実装していますが、浮動小数点型（ f32 , f64 ）は Ord を実装していません。---
PartialOrd を使うべき場面一部の値が比較できない場合（部分順序のケース）。
特殊な比較ロジックをカスタム型に実装したい場合。
Ord ではなく、柔軟な比較が必要な場面（例：浮動小数点や非標準的な比較）。