为什么operator！=从operator==合成，而不是反过来？

Question

在c++20中，如果我为一个类型提供了一个operator==，那么编译器会合成一个operator!=，但反过来则不会。以下是一些代码：

struct A {};
bool operator==(A const&, A const&); 

struct B {};
bool operator!=(B const&, B const&); 

int main()
{
    if (A{} != A{}) {}  // error in c++17 
                        // ok in c++20

    if (B{} == B{}) {}  // error in c++17 
                        // error in c++20, why?
}

这似乎是不一致的，因为必须要求!=和==是相反的，如果一个可以从另一个中合成，那么反过来也应该可以。这是什么原因？

- cigien

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这里的“==”和“！=”是两种完全不同的运算符。因此，除非你定义它们为相反数，它们的操作并不是相反的。 - user3091673

@OS2 - 除非在C++20下它们隐式地是反函数。 - StoryTeller - Unslander Monica

Answer 1

因为这会增加语言的复杂性，但没有任何好处。

主要操作是相等性。C++20允许您只定义 operator== 来获得完整的相等操作（== 和 !=）。同样，主要排序操作是 <=>，C++20 允许您只定义该操作并获得完整的排序运算符（<、<=、> 和 >=）。

在这里添加任意的额外灵活性是没有道理的。为什么你只是要实现 operator!=，而不是 只是 实现 operator==？

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目前的语言在 == 和 <=> 之间具有良好的对称性，我认为这很有价值和重要，从理解规则和构建功能的角度来看。虽然你可以将 x == y 定义为 not (x != y)，但那似乎本质上是奇怪的，因为“不相等”的名称不是“相等”，但你可以这样做。但你绝不能将 x <=> y 定义为 x < y 或 x <= y。那将是一个昂贵的转换，甚至无法正确确定比较类别。这样做将破坏我们拥有的排序对称性，使语言规则更难理解。

- Barry

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嗯，我认为一致性是一个好处。这会增加很多额外的复杂性吗？ - cigien

“!=”和“==”不是必须相反吗？我认为否则会出现未定义行为，因此这里需要一些一致性要求。 - cigien

所有程序都只使用 == 来实现运算符，而不是有些程序使用 != 实现它，这种一致性是有益的。 - eerorika

如果您将这样的类型传递到一个受限于“equality_comparable”的函数模板中，那么您就违反了该概念的语义约束，这将是库UB。但它从未是语言UB。 - Barry

@cigien 是的，这是格式良好的。 - Barry