三向比较运算符与减法有何不同？

Question

C++20 中有一个新的比较运算符 <=>。但是我认为在大多数情况下，简单的减法效果很好：

int my_strcmp(const char *a, const char *b) {
    while (*a == *b && *a != 0 && *b != 0) {
        a++, b++;
    }
    // Version 1
    return *a - *b;
    // Version 2
    return *a <=> *b;
    // Version 3
    return ((*a > *b) - (*a < *b));
}

它们的作用是一样的。我真的无法理解其中的区别。

Answer 1

以下是减法不起作用的一些情况：

unsigned 种。
导致整数溢出的操作数。
未定义 operator - 的用户定义类型（可能是因为它没有意义 - 可以在不定义距离概念的情况下定义顺序）。

我怀疑这份清单并不详尽。

当然，至少可以针对#1 和#2 提出解决方法。但是 operator <=> 的目的是封装这种丑陋。

Answer 2

该运算符解决了减法时出现的数值溢出问题：如果从接近 INT_MIN 的负数中减去一个较大的正数，您将得到一个无法表示为 int，从而导致未定义的行为。

虽然版本 3 没有这个问题，但它完全缺乏可读性：以前从未见过这个技巧的人需要一些时间才能理解。 <=> 运算符也修复了可读性问题。

这只是新运营商解决的一个问题。 Herb Sutter's Consistent comparison paper 的第 2.2.3 节讨论了 <=> 与语言的其他数据类型的使用，其中减法可能会产生不一致的结果。

Answer 3

这里有一些关于差异的有意义的答案，但是 his paper 中的 Herb Sutter 特别指出：

<=> is for type implementers: User code (including generic code) outside the implementation of an operator<=> should almost never invoke an <=> directly (as already discovered as a good practice in other languages);

所以即使没有区别，运算符的意义也不同：帮助 class 作者生成比较运算符。

减法运算符和 "spaceship" 运算符的核心区别（根据 Sutter 的提议）是重载 operator- 给你一个减法运算符，而重载 operator<=>:

给你6个核心比较运算符（即使你把运算符声明为default：没有代码可写！）；
声明你的class是否具有可比性，是否可排序，以及顺序是全部还是部分（strong/weak在Sutter的提案中）；
允许异构比较：您可以重载它以将您的 class 与任何其他类型进行比较。

其他区别在于 return 值：operator<=> 会 return 一个 class 的 enum，class 指定是否类型是可排序的，排序是强还是弱。 return 值将转换为 -1、0 或 1（尽管 Sutter 为 return 类型留出了空间以指示距离，就像 strcmp 那样）。无论如何，假设 -1, 0, 1 return 值，我们最终会得到 a true signum function in C++！ (signum(x) == x<=>0)

三向比较运算符与减法有何不同？

How is the three-way comparison operator different from subtraction?

c++

comparison-operators

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c++20