为什么 std::tuple 调用 operator <=> 两次？

Question

以下代码调用 operator <=> 两次，参数颠倒。但为什么？

GCC 10.2 和 clang 12 似乎都在使用 libstdc++-10，其 <tuple> 确实提供了运算符 <=>，因此它似乎不是缺少标准库支持的情况，我的代码必须不正确。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}};
}

Answer 1

简短回答：您需要定义operator==for X。

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

解决方法是一行：

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

现在，==当<=>似乎在这里自己完成这项工作时，为什么还需要呢？我只能推测，但这可能是因为概念比我们习惯的仅需要operator<示例更“完整”。如果一个类型与 具有可比性<=>，那么它实际上也应该支持相等性。

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）以及包含此类类型的任何类都会出现性能缺陷。不会给出任何指示相等性会比较每个元素而不是短路，因此<=>不会处理相等性，除非它可以保证您将避免该陷阱（通过 defaulting <=>）。