为什么默认的三向运算符 (spaceship <=>) 生成相等运算符 (==) 而用户定义的三向运算符不生成？

Question

考虑这段代码：

#include <iostream>
#include <compare>

class A {
public:
  int i = {};

  std::strong_ordering operator<=> (A const& r) const
  {
    return i <=> r.i;
  }
};

void TestA()
{
    A a;
    A b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    //std::cout<< (a==b); //ERROR
    std::cout << 'E';
    //std::cout<< (a!=b); //ERROR
    std::cout << 'E';
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}

class B {
public:
  int i = {};

  std::strong_ordering operator<=> (B const& r) const = default;

};


void TestB()
{
    B a;
    B b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    std::cout<< (a==b);
    std::cout<< (a!=b);
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}

class C {
public:
  bool b = {};
  int v1 = {};
  int v2 = {};

  std::strong_ordering operator<=> (C const& r) const
  {
      return (b?v1:v2) <=> (r.b?r.v1:r.v2);
  }

  bool operator== (C const& r) const
  {
      return std::is_eq(*this<=>r);
  }

};

void TestC()
{
    C a;
    C b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    std::cout<< (a==b);
    std::cout<< (a!=b);
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}


int main()
{    
    TestA();
    TestB();
    TestC();

    return 0;
}

https://wandbox.org/permlink/SLmLZOc18RaJV7Mu

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首先我想问为什么默认的三向运算符的行为与用户定义的运算符不同？

其次，这个问题的解决方案是否适用于 class C 还是应该以不同的方式处理？

这只是一个简单的示例，我想到了具有数十个字段和联合的更复杂的情况（如果您不明白我的意思，请查看一些英特尔 API ；））。

编辑：

这个问题关注的是为什么用户定义的三向运算符没有默认的相等运算符，我想知道为什么默认和用户定义的行为存在差异？

编辑 2：

我稍微修改了示例中的 class C 以描绘更多现实生活中的问题（当默认运算符不是有效解决方案时）。我还想澄清一下，我想知道这些差异背后的原因（用户定义和默认运算符之间），以便能够评估我的现实生活解决方案是否正确（类似于 C），因为我确实更看重代码可维护性比我现在正在工作的一部分代码的性能要好。

Answer 1

principle reason为什么相等和排序是分开的是性能。如果您有一个类型，其排序操作是用户定义的，那么通常情况下，您可以编写一个用户定义的相等性测试操作，它可以更有效地进行相等性测试。因此，该语言应该鼓励您通过不使用 operator<=> 进行直接等式测试来编写它。

这仅适用于 用户定义 ordering/equality 操作。默认排序是成员明智的，默认的相等操作也是成员明智的。由于排序意味着相等，因此默认排序也默认相等是合理的。

是的，他们可以让人们拼出来，但是 there wasn't really a good reason for that。 operator<=> 旨在让选择加入默认排序变得容易；让你为其中一个已经隐含的东西写两个声明是没有意义的。

为什么默认的三向运算符 (spaceship <=>) 生成相等运算符 (==) 而用户定义的三向运算符不生成？

Why default three-way operator (spaceship <=>) generates equality operator (==) and user define three-way operator not?

c++

operator-overloading

c++20

spaceship-operator