比较运算符与三向运算符的嵌套生成？

Question

考虑S的以下两个重载operator<=> ：

#include <compare>

struct S {};

int operator<=>(S, int) { return 0;  } #1
S   operator<=>(S,   S) { return {}; } #2

如果我将object S与int进行比较， #1将为我生成正确的运算符，因此像S{} <= 0 、 0 < S{}或0 <=> S{}这样的表达式就可以了。

但是，如果我将 object S与其他 object S进行比较：

S{} < S{};

然后这将被重写为(S{} <=> S{}) < 0 。 由于(S{} <=> S{})将返回另一个S ，我们回到原点问题： S与int进行比较。 目前，我们没有operator<(S, int) ，所以#1会为我生成正确的运算符。

但令人惊讶的是，三个编译器都没有对我这样做。 GCC、Clang 和 MSVC都拒绝S{} < S{}并显示相同的错误消息：

no match for 'operator<' (operand types are 'S' and 'int')

这让我很沮丧。 因为#1确实存在。 为什么这里没有发生操作符的嵌套生成？ 标准是怎么说的？ 是否存在 static 约束违规？

Answer 1

这是格式错误的，尽管错误消息确实令人困惑。

来自[over.match.oper]/8的规则是（强调我的）：

如果通过重载决策为运算符@选择了重写的operator<=>候选者，如果所选候选者是具有相反参数顺序的合成候选者，则x @ y被解释为0 @ (y <=> x) ，或者(x <=> y) @ 0否则，使用选定的重写operator<=>候选。 在结果表达式的上下文中不考虑运算符@的重写候选。

表达式S{} < S{}将解析为重写后的候选(S{} <=> S{}) < 0 。 生成的表达式在其查找中不会考虑重写的候选者。 因此，当我们执行S{} < 0时，将只查找operator< ，而不是operator<=> 。 它找不到这样的东西，所以表达式是不正确的。

<source>:8:14: error: no match for 'operator<' (operand types are 'S' and 'int')
    8 | auto x = S{} < S{};
      |          ~~~~^~~~~

从这个意义上说，错误是真的：没有匹配，特别是operator<与这些操作数。 虽然如果错误消息有更多的上下文来解释它为什么要寻找它（并且我在99629中提交了一个请求），这会有所帮助。