为什么 std::tuple 调用运算符 <=> 两次？答案

【问题标题】：Why does std::tuple call operator <=> twice?为什么 std::tuple 调用运算符 <=> 两次？
【发布时间】：2021-05-16 10:13:13
【问题描述】：

以下代码调用运算符两次，参数颠倒。但为什么呢？

GCC 10.2 和 clang 12 似乎都在使用 libstdc++-10，其确实提供了运算符，所以这似乎不是缺少标准库支持的情况，而且我的代码必须是不正确的.如何解决？

#include <tuple>
#include <compare>
#include <iostream>

struct X {
    int i;
    auto operator <=>(X const& other) const {
        std::cout << this << " <=> " << &other << std::endl;
        return i <=> other.i;
    }
};

int main() {
    std::tuple{X{42}} <=> std::tuple{X{42}};
}

【问题讨论】：

@IgorR。您是在暗示 X 不是 three_way_comparable 吗？
这不是意料之中的吗？它必须提供三个之一？ a < b、b < a 或相等？比如return a < b ? -1 : b < a ? 1 : 0，在 2/3 的情况下也需要进行 2 次比较。
@TedLyngmo 但是 X::operator 可以在一次调用中回答问题，这就是它存在的全部原因。
@RomanOdaisky 它为您生成运算符。我不明白它怎么能让一些比较消失。
嗯，是的，你们可能都是对的。 :-) 我会回去做饭。

标签： c++ spaceship-operator

【解决方案1】：

简答：您需要为X 定义operator==。

std::tuple 通过综合三向比较比较元素，仅当类型满足 std::three_way_comparable_with<T,U> 时才使用 <=>。最终，这需要std::three_way_comparable<X>，这需要一个说明性的weakly-equality-comparable-with 概念。正如您可能猜到的，这要求== 有效。

修复是单行的：

bool operator==(X const& other) const = default;

既然<=> 似乎在这里自己完成这项工作，为什么还需要==？我只能推测，但这可能是因为概念比我们习惯的更“完整”，例如只需要operator<。如果一个类型可以与<=> 比较，那么它确实也应该支持相等性。

至于为什么<=> 不单独覆盖== 除非默认，这是因为相等性可以短路的类（例如向量和字符串）以及任何包含这样的类型。没有迹象表明相等性比较每个元素而不是短路，因此<=> 不处理相等性，除非它可以保证您会避免这种陷阱（通过默认 <=>）。

【讨论】：