为什么宇宙飞船允许混合比较（不同的模板实例）与无意义的结果？

Question

编辑：这与飞船无关。只是飞船的使用混淆了我代码中的真正问题（详见答案）。

我对这个程序的输出感到惊讶：（如果你喜欢谜题，请随意打开 Godbolt 链接并尝试自己找出原因）

#include <cstdint>
#include <cassert>
#include <compare>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <limits>

template<typename T>
struct TotallyOrdered
{
    T val;
    constexpr TotallyOrdered(T val) :
        val(val) {}
    constexpr operator T() const { return val; }
    constexpr std::strong_ordering operator<=>(TotallyOrdered const& other) const
    {
        if (std::isnan(val) && std::isnan(other.val))
        {
            return std::strong_ordering::equal;
        }
        if (std::isnan(val))
        {
            return std::strong_ordering::less;
        }
        if (std::isnan(other.val))
        {
            return std::strong_ordering::greater;
        }
        if (val < other.val)
        {
            return std::strong_ordering::less;
        }
        else if (val == other.val)
        {
            return std::strong_ordering::equal;
        }
        else
        {
            assert(val > other.val);
            return std::strong_ordering::greater;
        }
    }
};



int main()
{
    const auto qNan = std::numeric_limits<float>::quiet_NaN();
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::less) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::equal) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::equivalent) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::greater) << std::endl;
}

输出：

假的
假的
假的
假的

在有点指责 Godbolt 缓存之后......我发现问题在于我正在比较TotallyOrdered<float>和TotallyOrdered<double>（f在1234.567给出预期输出之后添加）。我的问题是：

• 为什么这是允许的？（不是问这是否是标准行为；它是，但对设计意图感到好奇。）
• 为什么比较在 strong_ordering 中没有给出任何“枚举”？虽然我只定义了strong_order <=>.
• 我怎样才能强制只有“精确+-cvref”比较（给出std::strong_ordering结果）编译，阻止给出的比较std::partial_ordering？

Answer 1

这是允许的，因为您的转换运算符 toT不明确。这允许比较的双方都进行用户定义的转换为其各自的T. 所以你最终得到 afloat和 a double。然后这些都可以转换double并进行比较。但该比较返回的是 an std::partial_ordering，而不是 an std::strong_ordering。

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请注意，它std::strong_ordering可以与 bool 进行比较，这就是您的代码首先编译的原因。尽管 cppreference.com 确实注意到：

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尝试将 Strong_ordering 与整数文字 \xe2\x80\x8b0\xe2\x80\x8b 以外的任何内容进行比较的程序的行为是未定义的。

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我不能 100% 确定您的程序是否显示未定义的行为，或者是否存在更多转换/促销“魔法”。

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无论哪种方式，如果您将转换运算符更改为显式，则代码将不再编译。我猜这就是你真正想要的？

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