覆盖std::variant::operator==

Question

我有点惊讶，将变体的替代类型放入子命名空间似乎会破坏operator==

#include <variant>
#include <iostream>

namespace NS {
namespace structs {
    
struct A {};
struct B {};

} // namespace structs

using V = std::variant<structs::A, structs::B>;

bool operator==(const V& lhs, const V& rhs)
{
    return lhs.index() == rhs.index();
}

std::string test(const V& x, const V& y)
{
    if (x == y) {
        return "are equal";
    } else {
        return "are not equal";
    }
}

namespace subNS {
    
std::string subtest(const V& x, const V& y)
{
    if (x == y) {
        return "are equal";
    } else {
        return "are not equal";
    }
}

} // namespace subNS
} // namespace NS

int main() {
    const auto u = NS::V{NS::structs::A{}};
    const auto v = NS::V{NS::structs::A{}};
    const auto w = NS::V{NS::structs::B{}};
    
    // Why doesn't this work?
    // It does work if A and B are defined in NS rather than NS::structs.
    //std::cout << "u and v are " << (u == v ? "equal" : "not equal") << "\n";
    //std::cout << "u and w are " << (u == w ? "equal" : "not equal") << "\n";
    
    std::cout << "u and v " << NS::test(u, v) << "\n";
    std::cout << "u and w " << NS::test(u, w) << "\n";

    std::cout << "u and v " << NS::subNS::subtest(u, v) << "\n";
    std::cout << "u and w " << NS::subNS::subtest(u, w) << "\n";
}

我找到的唯一解决办法是定义：

namespace std {

template<>
constexpr bool
operator==(const NS::V& lhs, const NS::V& rhs)
{
    return lhs.index() == rhs.index();
}

} // namespace std

但这看上去有些可疑，似乎被禁止在c++20：模板中使用。

有更好的主意吗？显然，我试图避免为每种可选类型添加operator==。

Answer 1

原因是由于ADL。特别是，请参见[basic.lookup.argdep]/2：(强调我的)

对于函数调用中的每个参数类型T，有一组零或多个关联命名空间和一组零或多个关联实体(名称空间除外)需要考虑。命名空间和实体的集合完全由函数参数的类型(以及任何模板模板参数的命名空间)决定。用于指定类型的类型名称和使用-声明对此集没有贡献。名称空间和实体集的确定方式如下：

• ..。
• 如果T是类类型(包括联合)，则它的关联实体是:类本身的；类的成员(如果有的话)；以及它的直接和间接基类。它的关联命名空间是其关联实体最内部的名称空间。此外，如果T是类模板专门化，则其关联的命名空间和实体还包括:与模板类型参数提供的模板参数类型相关联的命名空间和实体(不包括模板模板参数)；用作模板参数的模板；任何模板参数为成员的命名空间；以及用作模板模板参数的任何成员模板都是成员的类。

特别是，“使用-声明”V存在于::NS中这一事实并不影响依赖于参数的查找。唯一考虑的命名空间是::std、std::variant和::NS::structs，它们来自<structs::A, structs::B>模板参数。

NS::test和NS::subNS::subtest之所以工作，是因为它们不需要依赖ADL来找到包含在NS中的operator==的定义。

正如注释中已经提到的，解决方案是在某个地方定义operator== --在本例中，这将是在::NS::structs中定义的。

Answer 2

我认为@Eljay现在已经回答了这个问题：

将operator==放在NS::structs中。

相关的子句是https://en.cppreference.com/w/cpp/language/adl中的3.a)

1. 对于类型为类模板专门化的参数，除了类规则外，还将检查以下类型，并将它们的关联类和命名空间添加到集合中 为类型模板参数提供的所有模板参数的类型(跳过非类型模板参数和跳过模板模板参数)。