c++怎么使用C++20的三路比较运算符_c++ C++20三路比较运算符使用方法

三路比较运算符（<=>）简化C++20中类类型的比较，自动推导大小关系并返回std::strong_ordering等类型；基本用法如int比较所示，自定义类可默认生成或手动实现operator<=>，按成员顺序逐个比较；手动实现时可通过if(auto cmp = ...; cmp != 0)优化逻辑；定义<=>后编译器自动生成==、!=、<、<=、>、>=，但建议单独定义operator==以提升性能；整体减少样板代码，提升安全性与简洁性。

在C++20中，三路比较运算符（<=>），也被称为“太空船运算符”（spaceship operator），可以简化类类型的比较操作。它能自动推导出两个对象之间的大小关系，返回一个比较类别类型，比如 std::strong_ordering、std::weak_ordering 或 std::partial_ordering。

基本语法与返回值

三路比较运算符的返回值表示比较结果：

• a <=> b 返回负值：a 小于 b
• a <=> b 返回 0：a 等于 b
• a <=> b 返回正值：a 大于 b

常见使用方式如下：

#include <iostream>
#include <compare>

int main() {
    int x = 5, y = 3;
    auto result = x <=> y;

    if (result > 0) {
        std::cout << "x > y\n";
    } else if (result < 0) {
        std::cout << "x < y\n";
    } else {
        std::cout << "x == y\n";
    }

    return 0;
}

自定义类型的默认三路比较

对于自定义类，如果所有成员都支持 <=>，可以使用 = default 自动生成比较操作。

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#include <iostream>
#include <compare>

struct Point {
    int x;
    int y;

    // 自动生成三路比较
    auto operator<=>(const Point&) const = default;
};

int main() {
    Point a{1, 2}, b{1, 3};

    if (a < b) std::cout << "a < b\n";
    if (a <= b) std::cout << "a <= b\n";
    if (a != b) std::cout << "a != b\n";

    return 0;
}

编译器会逐个成员按声明顺序比较，相当于先比 x，再比 y。

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手动实现三路比较

如果需要自定义逻辑，也可以手动实现 operator<=>。

struct Person {
    std::string name;
    int age;

    auto operator<=>(const Person& other) const {
        if (auto cmp = name <=> other.name; cmp != 0)
            return cmp;
        return age <=> other.age;
    }
};

上面的例子先比较名字，名字相等时再比较年龄。利用 if (auto cmp = ...; cmp != 0) 可以提前返回非零结果。

与普通比较操作符的关系

C++20 中，只要定义了 operator<=>，编译器就能自动生成 ==、!=、<、<=、>、>= 的行为。

但注意：operator== 不参与三路比较，建议单独定义以提高效率（特别是对容器或字符串）。

bool operator==(const Person& other) const {
    return name == other.name && age == other.age;
}

基本上就这些。三路比较减少了样板代码，让类的比较更简洁安全。只要成员支持比较，用 = default 是最省事的方式。手动实现时注意比较顺序和返回类型即可。不复杂但容易忽略细节。

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