为什么std::tuple调用运算符<=>两次？

Question

下面的代码调用运算符<=>两次，参数颠倒。但是为什么呢？

GCC 10.2和clang 12似乎都在使用libstdc++-10，它确实提供了运算符<=>，所以看起来并不是缺少标准库支持的情况，我的代码一定是不正确的。如何修复它？

#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

简而言之:您需要为X定义operator==。

std::tuple通过合成的三向比较来比较元素，仅当类型满足std::three_way_comparable_with<T,U>时才使用<=>。归根结底，这需要std::three_way_comparable，它需要一个描述性的weakly-equality-comparable-with概念。正如您可能猜到的，这需要==是有效的。

修复方法是一行代码：

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

现在为什么需要==，而<=>似乎在这里自己完成了这项工作？我只能推测，但这可能是因为概念比我们过去只需要operator<的概念更“完整”。如果一个类型可以与<=>相媲美，那么它实际上也应该支持相等。

至于为什么<=>本身不涵盖==，除非是缺省的，这是因为等价性可能会短路的类(如向量和字符串)以及任何包含此类类型的类的性能陷阱。不会给出相等比较每个元素而不是短路的指示，所以<=>不会处理相等，除非它可以保证您将避免这种陷阱(通过缺省的<=>)。