Warum verhindert ein benutzerdefinierter Raumschiffbetreiber in C 20 den automatischen Gleichheitsvergleich?

Der Raumschiffoperator und Gleichheitsvergleich

Der Raumschiffoperator C 20 (auch bekannt als <=>) führt eine praktische und prägnante Syntax ein zum Vergleichen von Werten. In bestimmten Szenarien werden jedoch möglicherweise nicht die erwarteten Gleichheits- und Ungleichheitsoperatoren (== und !=) generiert. Diese Frage untersucht dieses Verhalten und warum eine benutzerdefinierte Raumschiff-Operator-Implementierung die Erstellung dieser zusätzlichen Operatoren verhindern kann.

Problembeschreibung

Beachten Sie den folgenden Codeausschnitt, in dem der Raumschiff-Operator steht wird in einer Struktur mit einer Standardimplementierung verwendet:

struct X
{
    int Dummy = 0;
    auto operator<=>(const X& other) const = default; // Default implementation
};

Dieser Code lässt sich fehlerfrei kompilieren. Wenn wir jedoch eine benutzerdefinierte Raumschiff-Operator-Implementierung definieren:

struct X
{
    int Dummy = 0;
    auto operator<=>(const X& other) const
    {
        return Dummy <=> other.Dummy;
    }
};

Der Compiler gibt einen Fehler aus, wenn er versucht, den Gleichheitsoperator (==) zu verwenden:

error C2676: binary '==': 'X' does not define this operator or a conversion to a type acceptable to the predefined operator

Erläuterung

Dieses Verhalten ist im Sinne des Sprachstandards beabsichtigt. Wenn eine Klasse über einen Standard-Raumschiffoperator verfügt, synthetisiert der Compiler eine Standardimplementierung des Gleichheitsoperators. Wenn der Raumschiff-Operator jedoch mit einer benutzerdefinierten Definition implementiert wird, generiert der Compiler den Gleichheitsoperator nicht automatisch.

Diese Unterscheidung ergibt sich aus Bedenken hinsichtlich der Effizienz. Der Raumschiff-Operator soll eine vollständige Reihenfolge der Werte bereitstellen, während der Gleichheitsoperator (==) Optimierungen durchführen kann, z. B. Größenvergleiche, bevor ein vollständiger Vergleich versucht wird. Für Klassen wie std::vector ist die Verwendung des Spaceship-Operators für Gleichheitsvergleiche möglicherweise nicht der effizienteste Ansatz.

Indem der Compiler es dem Programmierer überlässt, den Gleichheitsoperator zu implementieren, vermeidet er die Möglichkeit der Generierung eines Non -optimale Umsetzung. Wenn eine Klasse also einen nicht standardmäßigen Raumschiffoperator hat, muss der Entwickler auch den Gleichheitsoperator explizit definieren.

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