为什么默认三通运算符（spaceship <=>）生成相等运算符（==）而用户定义三通运算符不？

Question

考虑这段代码：

#include <iostream>
#include <compare>

class A {
public:
  int i = {};

  std::strong_ordering operator<=> (A const& r) const
  {
    return i <=> r.i;
  }
};

void TestA()
{
    A a;
    A b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    //std::cout<< (a==b); //ERROR
    std::cout << 'E';
    //std::cout<< (a!=b); //ERROR
    std::cout << 'E';
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}

class B {
public:
  int i = {};

  std::strong_ordering operator<=> (B const& r) const = default;

};


void TestB()
{
    B a;
    B b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    std::cout<< (a==b);
    std::cout<< (a!=b);
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}

class C {
public:
  bool b = {};
  int v1 = {};
  int v2 = {};

  std::strong_ordering operator<=> (C const& r) const
  {
      return (b?v1:v2) <=> (r.b?r.v1:r.v2);
  }

  bool operator== (C const& r) const
  {
      return std::is_eq(*this<=>r);
  }

};

void TestC()
{
    C a;
    C b;

    std::cout<< (a<b);    
    std::cout<< (a>b);
    std::cout<< (a<=b);
    std::cout<< (a>=b);
    std::cout<< (a==b);
    std::cout<< (a!=b);
    std::cout<< std::is_eq(a<=>b);
    std::cout<< std::is_neq(a<=>b) << std::endl;
}


int main()
{    
    TestA();
    TestB();
    TestC();

    return 0;
}

https://wandbox.org/permlink/SLmLZOc18RaJV7Mu

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首先我想问一下为什么默认的三路运算符的行为与用户定义的运算符不同？

其次，这个问题的解决方案对于 class C是否正确，还是应该以不同的方式处理？

这只是一个简单的例子，我对数十个字段和联合有更复杂的情况（如果你不明白我的意思，请查看一些英特尔 API；））。

编辑：

这个问题Equality operator does not get defined for a custom spaceship operator implementation in C++20重点是为什么用户定义的 3 路运算符没有默认相等运算符，我想知道为什么默认值和用户存在差异定义行为？

编辑2：

我在示例中稍微修改了 class C以描绘更多现实生活中的问题（当默认运算符不是有效的解决方案时）。 我还想澄清一下，我想知道这些差异背后的原因（用户定义和默认运算符之间），以便能够评估我的现实生活中的解决方案是否正确（类似于C ），因为我确实更看重代码可维护性而不是性能对于我现在正在工作的部分代码。

Answer 1

将相等和排序分开的主要原因是性能。 如果您有一个排序操作是用户定义的类型，那么通常情况下，您可以编写一个用户定义的相等测试操作，该操作在执行相等测试时更有效。 因此，该语言应该鼓励您通过不使用operator<=>进行直接相等测试来编写它。

这仅适用于用户定义的排序/相等操作。 默认排序是按成员的，默认的相等操作也是按成员的。 并且由于排序意味着相等，因此默认排序也默认相等是合理的。

是的，他们可以让人们把它拼出来，但没有一个很好的理由。 operator<=>旨在使选择默认排序变得容易； 让你为其中一个已经暗示的东西写两个声明是没有意义的。