为什么我需要包含 <compare> 标头才能使 <=> 编译？

Question

我知道技术上的答案是：因为标准是这样说的。

但我对动机感到困惑：

我在默认的<=> 中没有看到任何“库”：它可能会返回某种在技术上定义在std 中的类型，但在某种意义上它是一个“假库”类型，编译器必须know 关于它因为它必须能够默认 operator <=> 和 auto 返回类型（更不用说好的编译器中的错误消息指定 <compare> 所以很明显这里有一个语言库链接）。

所以我知道有一些library functionality 可能需要我包含<compare>，但我不明白为什么默认<=> 需要我包含该标头，因为无论如何编译器都必须知道制作@ 所需的一切987654330@。

注意：我知道大多数时候其他一些标准标题会包含<compare>，这是一个关于语言/库设计的问题，而不是关于 C++ 强迫我在没有充分理由的情况下编写的额外行。

Answer 1

它可能会返回某种在技术上在 std 中定义的类型，但在某种意义上它是一种“假库”类型

好吧，<=> 返回的类型是 very much real，实际上是在 <compare> 中定义并在那里实现的。与使用初始化列表构造std::initializer_list<T> 的方式相同，std::initializer_list<T> 是在<initializer_list> 中实际定义的真正类型。和typeinfo 在<typeinfo>。

而这些比较类型 - std::strong_ordering、std::weak_ordering 和 std::partial_ordering（最初还有 std::strong_equality 和 std::weak_equality） - 它们本身具有非平凡的转换语义和其他操作，我们可以想在未来改变。它们确实是非常特殊的语言类型，其中可转换性仅在一个方向上进行，但在某种程度上与继承非常不同（总排序类型只有三个值，但部分排序类型只有四个值......）。将这些定义为真正的库类型，然后将它们的交互指定为真正的库代码，真的要容易得多。

编译器必须知道它，因为它必须能够默认 operator<=> 和 auto 返回类型

有点，但不是真的。编译器知道类型的名称是什么，以及如何为基本类型生成它们的值，但它实际上不需要知道更多。返回类型的规则基本上是基于底层成员<=>s 返回的类型进行硬编码的，不需要知道这些实际类型是什么样的。然后你只是调用函数来做......无论如何。

您必须包含标题的成本是输入#include <compare> 然后解析它。编译器必须综合这些类型的成本是必须为每个 TU 支付的成本，无论它是否进行任何三向比较。另外，如果/当我们想要更改这些类型时，无论如何更改库类型比更改语言类型更容易。