c++++20引入三路比较运算符,简化自定义类型重载比较操作。1. 它返回std::strong_ordering类型值,表示小于、等于或大于;2. 编译器根据其结果自动推导出所有比较操作符行为;3. 使用= default可让编译器自动生成默认比较逻辑;4. 支持多种比较类型如std::partial_ordering和std::weak_ordering;5. 注意成员变量声明顺序影响比较结果;6. 特殊场景仍需手动实现或显式定义operator==。
c++20引入了一个非常实用的新特性——三路比较运算符(),它能显著简化我们为自定义类型重载比较操作符的工作。以前,如果我们想让一个类支持所有比较操作(如 , ==, != 等),通常需要手动实现多个操作符函数。而有了三路比较运算符之后,很多重复劳动就可以交给编译器来完成了。
什么是三路比较?
三路比较运算符 又称为“太空飞船操作符”,它的返回值是一个 std::strong_ordering 类型的值,可以是以下三种之一:
- std::strong_ordering::less(表示左边小于右边)
- std::strong_ordering::equal(表示相等)
- std::strong_ordering::greater(表示左边大于右边)
这个操作符的核心思想是一次性完成比较,然后由编译器根据结果自动推导出 , =, ==, != 的行为,从而减少冗余代码。
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如何简化操作符重载?
在没有 的时代,如果你写了一个结构体或者类,比如:
struct Person { std::string name; int age; bool operator==(const Person& other) const { return age == other.age && name == other.name; } bool operator<(const Person& other) const { return age < other.age; } // 还要写其他几个操作符…… };
你需要手动写出每个比较操作符,否则某些比较就会无法使用。但现在你只需要实现 :
struct Person { std::string name; int age; auto operator<=>(const Person& other) const = default; };
加上 = default 后,编译器会自动帮你生成合适的比较逻辑,前提是成员变量本身也支持比较。如果你希望自定义比较方式,也可以自己实现函数体。
支持多种比较类型的自动转换
除了简化代码外, 的另一个优势是它可以自动处理不同类型之间的比较逻辑。例如:
- 如果两个对象可进行 比较,并且返回的是 std::strong_ordering,那么所有常规比较操作符都可以自动生成。
- 如果你想支持更宽松的比较(比如允许浮点数近似比较),还可以使用 std::partial_ordering 或者 std::weak_ordering。
这使得你可以根据不同场景选择不同的比较语义,而不必为每种操作符单独编写逻辑。
使用建议与注意事项
- 优先使用 = default:如果你的类成员都支持默认比较,直接使用 = default 是最简洁、安全的方式。
- 避免手动实现复杂逻辑:除非有特殊需求,否则不建议手动实现 函数,容易出错。
- 注意成员顺序:默认生成的 会按照成员变量声明顺序依次比较,所以要注意排列顺序是否符合你的业务逻辑。
- 配合 == 使用:即使实现了 ,有时仍需显式定义 operator==,特别是当你要用作容器键值时。
基本上就这些。三路比较虽然看起来只是个小语法糖,但它确实能让代码变得更干净、更易维护,尤其是在大量自定义类型需要比较的时候。