三向比较取代了除 == 之外的所有其他比较运算符？答案

【问题标题】：Three way comparison replaces all others comparison operators except ==?三向比较取代了除 == 之外的所有其他比较运算符？
【发布时间】：2020-06-26 02:34:24
【问题描述】：

在 g++ 10 中，我尝试使用三路比较，只是为了实验。

我读到不再需要其他运算符（== 除外）。

但即使我可以使用运算符（它在编译器上实现），它也不会取代（或暗示）！=。

所以，下面的代码不起作用。

#include<iostream>

using namespace std;

struct A
{
    struct Iterator
    {
        size_t index;
        size_t operator*() { return index + 1000; }
        //bool operator!=(const Iterator &a) const { return index != a.index; }
        auto operator<=>(const Iterator &a) const { return index <=> a.index; }
        Iterator &operator++() { ++index; return *this; }
    };
    Iterator begin() { return Iterator{0}; }
    Iterator end() { return Iterator{5}; }
};


int main()
{
    A a;
    auto result = a.begin() <=> a.end();
    for (auto b : a)
        cout << b << "\n";
    cout << (a.begin() != a.end()) << "\n";

    return 0;
}

我在这里错过了什么？

【问题讨论】：

您知道吗，您总是在begin 和end 函数中返回一个新对象？
@NutCracker 是的。对于这么小的东西，这不是一笔交易。
@NutCracker 迭代器应该是轻量级的，按值返回是 begin() 和 end() 通常的实现方式。
@Chameleon 我相信你也需要包含<compare>。否则，如果我理解规范，程序是不正确的。正确......也许不是......我被困在这里：eel.is/c++draft/expr.spaceship#9

标签： c++ c++20 spaceship-operator

【解决方案1】：

我读到不再需要其他运算符（== 除外）。

对，except == 是关键位。比较运算符有两类：

等式运算符（==、!=）
排序运算符（<=>、<、>、<=、>=）

在每个类别中，我列出的第一个（== 和 <=>）是 primary 比较运算符。如果要选择加入该类别，它是唯一需要定义的运算符。如果您想要平等，请提供==。如果您想订购，请提供<=>（以及==）。其他比较运算符是辅助比较运算符 - 使用辅助比较的表达式在 C++20 中被重写为使用主要比较运算符。

这些类别完全不同^† - 没有交叉。 x != y 表达式可以调用operator==(x, y) 甚至operator==(y, x)，但它永远不会调用任何类型的operator<=>。

您的代码需要相等比较，但没有定义相等运算符，因此它的格式不正确。要使其正常工作，您需要添加：

bool operator==(const Iterator &a) const { return index == a.index; }
auto operator<=>(const Iterator &a) const { return index <=> a.index; }

注意==，而不是!=。你不应该在 C++20 中声明二级比较运算符，除非你对它们有非常特殊的需要（这不是这样的需要）。

欲了解更多信息，请参阅Comparisons in C++20。

^†为方便起见，此规则的唯一例外是，如果您默认 operator<=>，那么您也会得到一个声明的默认值operator==。就好像你自己都违约了。在这个例子中，由于你的比较只是默认的成员比较，你可以这样写：

auto operator<=>(const Iterator &a) const = default;

作为你的单一比较运算符声明，它的行为就像你写的一样：

bool operator==(const Iterator &a) const = default;
auto operator<=>(const Iterator &a) const = default;

这为您提供了程序所需的正确相等运算符。

【讨论】：

【解决方案2】：

来自cppreference：

简而言之，定义 operator<=> 的类会自动获取编译器生成的运算符、、> 和 >>=。一个类可以将operator<=> 定义为默认值，在这种情况下，编译器也会为该运算符生成代码。”

!= 和 == 的代码未生成，因此您需要实现比较。

【讨论】：

【解决方案3】：

operator == 被隐式声明为默认的每个运算符operator <=> 定义为默认值：

#include<iostream>

using namespace std;

struct A
{
    struct Iterator
    {
        size_t index;
        size_t operator*() { return index + 1000; }
        //bool operator!=(const Iterator &a) const { return index != a.index; }

        auto operator<=>(const Iterator &) const = default;
        // bool operator == (const Iterator&) const; implicitly declared

        Iterator &operator++() { ++index; return *this; }
    };
    Iterator begin() { return Iterator{0}; }
    Iterator end() { return Iterator{5}; }
};


int main()
{
    A a;
    auto result = a.begin() <=> a.end();
    for (auto b : a)
        cout << b << "\n";
    cout << (a.begin() != a.end()) << "\n";

    return 0;
}

【讨论】：