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mgr
Asked: 2024-11-13 16:18:36 +0800 CST

当类包含引用成员时，为什么明确默认的比较运算符会被删除？

  • 772

我尝试在包含如下引用成员的简单类中将operator==和默认为：operator<=>

#include <iostream>
#include <string>

class Simple
{
public:
    Simple(const std::string& data)
     : data_(data)
    {
    }

    auto operator<=>(const Simple&) const = default;

private:
    const std::string& data_;
};

int main(int argc, char** argv)
{
    std::string str1 = "one";
    Simple s1(str1);
    std::string str2 = "two";
    Simple s2(str2);
    std::cout << (s1 < s2) << std::endl; // compiler error

    return 0;
}

clang 编译器指出

warning: explicitly defaulted three-way comparison operator is implicitly deleted
note: defaulted 'operator<=>' is implicitly deleted because class 'Simple' has a reference member

我没有收到其他编译器（例如 MSVC）的警告，但是当我尝试使用它时，出现编译错误：

<source>(62): error C2280: 'auto Simple::operator <=>(const Simple &) const': attempting to reference a deleted function
<source>(49): note: see declaration of 'Simple::operator <=>'
<source>(49): note: 'auto Simple::operator <=>(const Simple &) const': function was implicitly deleted because 'Simple' data member 'Simple::data_' of type 'const std::string &' is a reference type
<source>(52): note: see declaration of 'Simple::data_'

其他默认功能（如复制分配）当然也会被删除，因为它们无法通过引用成员实现。

但为什么引用指向的内容不能自动进行比较呢？

并且手动实现它的最短方法是什么？

c++

3 个回答

  1. 论文P1603R1规定引用成员应该导致删除比较运算符，并表示这符合论文 P0515：

    P0515 清楚地列出了复制后进行比较的设计意图，重点是我的：

    该提案统一并规范了先前提案中无争议的部分，并融入了 EWG 的方向以追求三向比较，让默认复制指导默认比较，并有一种简单的方法来编写逐个成员比较函数体。

    论文继续说道（这次是我的重点）：

    这是目前最安全的规则，并且与 P0515 中规定的设计意图最一致。

    也就是说，做出了最安全的选择，并且如果有足够多的动机来改变规则，那么就可以进行改变。

    • 6

  2. 引用成员确实阻止编译器生成默认的比较运算符，因为您可以比较引用所指的内容或地址。

    手动实现它的最短方法是什么？

    您可以operator<=>通过以下方式手动实现：

    auto operator<=>(const Simple& other) const
{
    return data_ <=> other.data_;
}

    Godbolt 演示。

    您可以类似地实施operator==检查相等性的方法。

    • 3
  3. Best Answer

    这里的问题是，在具有引用成员的类中operator<=>，和operator==不能默认，因为默认实现依赖于直接比较所有数据成员。但是，引用不支持复制赋值或移动操作，因此当涉及引用时，编译器无法合成这些运算符。

    当编译器尝试将 设为默认值时operator<=>，它会尝试单独比较每个成员。但由于data_是引用，它没有自己的值 — 它仅指向另一个对象，因此编译器无法像对值类型那样执行直接比较。这就是比较运算符被隐式删除的原因。

    您需要手动实现operator==并operator<=>比较引用指向的对象，而不是引用本身。具体操作如下：

    #include <string>
#include <iostream>
#include <compare>

class Simple
{
public:
    Simple(const std::string& data)
        : data_(data)
    {
    }

    bool operator==(const Simple& other) const
    {
        return data_ == other.data_;
    }

    auto operator<=>(const Simple& other) const
    {
        return data_ <=> other.data_;
    }

private:
    const std::string& data_;
};

int main()
{
    std::string str1 = "one";
    Simple s1(str1);
    std::string str2 = "two";
    Simple s2(str2);
    
    std::cout << (s1 < s2) << std::endl;  // Works now

    return 0;
}

    1. operator==：我们手动定义operator==比较并data_通过比较它们引用的对象来比较。s1s2

    2. operator<=>：同样，我们手动定义在 中进行operator<=>比较，并使用。由于是引用，因此在 引用指向的对象之间进行比较。data_s1s2operator<=>std::stringdata_data_ <=> other.data_std::string

    由于引用本身不是值，因此需要通过它们引用的对象进行比较。此手动实现解决了编译器无法默认operator==以及operator<=>具有引用成员的类型的问题。这是在不改变类设计的情况下处理这种情况的最短、最干净的方法。

    • 0

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