为什么std::variant不能与其中一个备选类型进行等于比较？

Question

例如，将std::variant<T1, T2>与T1或T2进行等值比较应该非常有帮助。目前我们只能与相同的变体类型进行比较。

- wanghan02

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我认为C++20刚刚通过“母舰提案”将其添加到了草案中。具体内容请查看链接：https://brevzin.github.io/cpp_proposals/118x_spaceship/p1614r0.html#was-ill-formed-now-well-formed - Guillaume Racicot

@GuillaumeRacicot 在同一个链接中，我认为它是在说int将被隐式转换为std::variant<int, std::string>以满足比较函数签名。对于int来说，这可能是微不足道的。但对于字符串来说，这可能意味着复制。 - Cruz Jean

C++17中的比较操作符不应该也能工作吗？operator==是一个独立函数。variant有一个非显式转换构造函数，所以variant<T1, T2>() == T1()应该将T1转换为variant<T1, T2>，然后找到独立的operator==。实际上，在检查后我发现它并不能正常工作。这是为什么呢？ - Kilian

实际上以下代码是有效的： struct X { template<class T> X(T&&) {} }; bool operator==(X const&, X const&); X x(10); bool b = x==10;因此，它似乎与operator==是一个模板有关。 - Kilian

Answer 1

变量可能有多个相同类型的副本。例如：std::variant<int, int>。

如果一个 std::variant 实例持有相同的变体替代项并且这些替代项的值相等，则它与另一个实例相等。

因此，index() 为 0 的 std::variant<int, int> 与 index() 为 1 的 std::variant<int, int> 不相等，尽管活动的变体替代项是相同类型和相同值。

由于这个原因，标准没有实现通用的“与 T 比较”的功能。但是，您可以自由设计自己的比较运算符重载，使用其他辅助工具（例如 std::holds_alternative 和 std::get<T>）在 <variant> 头文件中。

- Cruz Jean

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当比较一个 int 和 std::variant<int, int> 时，它可以将 活动 成员与该 int 进行比较。 - Maxim Egorushkin

@MaximEgorushkin，你可能希望它是那样的，但这不是标准决定的。 - Cruz Jean

有点离题，但标准库在被集成到标准中时就已经过时了，然后只是在那里腐烂，因为标准库更新几乎不存在。在我看来，标准委员会最好专注于模块、构建和打包系统，这样人们可以随意选择和匹配库。 - Maxim Egorushkin

@MaximEgorushkin boost::variant 也不支持与其中一种备选类型的相等比较。 - Barry

@MaximEgorushkin 因为 variant<a,b,c> 总是 具有 b 作为替代 1，如果 var1 的替代品不是 var2 的替代品，它们永远不会相等。 如果你走了“好吧，我确定他们在说 variant<int, int, double> 时是指 variant<int, double>”，那么就像 JavaScript 中的 "1"==1 那样荒谬。 如果您想进一步了解，请查阅类型理论中的“和类型”。 - Yakk - Adam Nevraumont

Answer 2

这是标准委员会的任意决定。

好吧，不完全是任意的。关键在于你有一个严格比较的等级刻度，具有以下几点：

- 最严格：只有变量可以相互匹配，并且它们需要在备选项序列（即类型）、实际备选项（真正的索引，因为您可以有多个相同类型的备选项）和值方面匹配。 - 较不严格：变体备选项的类型和值都相等，但备选项序列和序列中的索引不相等（因此，在相同类型的两个不同备选项中相同值将被视为相等）。 - 最宽松：活动备选项的值相等，如果相关，则隐式转换其中一个元素。

这些都是有效的选择。C++委员会基于各种外部标准做出了决定。尝试查找std::variant提案，可能会说明这些标准是什么。

（*）- 实际上是一个格子。

- einpoklum

Answer 3

我无法回答问题的“为什么”部分，但是既然您认为能够比较std::variant<T1, T2>和T1或T2将会很有用，那么也许这可以帮助您：

template<typename T, class... Types>
inline bool operator==(const T& t, const std::variant<Types...>& v) {
    const T* c = std::get_if<T>(&v);

    return c && *c == t; // true if v contains a T that compares equal to t
}

template<typename T, class... Types>
inline bool operator==(const std::variant<Types...>& v, const T& t) {
    return t == v;
}

- Ted Lyngmo