c++20的三路比较运算符怎么用_c++20三路比较运算符用法详解

C++20 引入了三路比较运算符（spaceship operator），写作 operator<=>，它的主要作用是简化类类型的比较操作。使用这个运算符，你可以用一行代码生成所有常见的比较运算符（如 ==, !=, <, <=, >, >=），从而减少重复代码并提高类型安全性。

基本语法与返回类型

operator<=> 的返回类型决定了比较的结果类别。C++20 提供了几种标准的比较类别类型，定义在 <compare> 头文件中：

• std::strong_ordering：表示强序关系，比如整数之间的比较。
• std::weak_ordering：表示弱序，元素可以等价但不完全相同（如不区分大小写的字符串）。
• std::partial_ordering：支持部分顺序，允许出现无法比较的情况（如浮点数中的 NaN）。

最常见的是 std::strong_ordering。例如，为一个简单的整数包装类添加三路比较：

#include <compare>
struct MyInt {
    int value;
    auto operator<=>(const MyInt&) const = default;
};

这里使用 = default 让编译器自动生成比较逻辑，基于成员变量的字典序进行比较。

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自定义比较行为

你也可以手动实现 operator<=> 来控制比较逻辑。例如，你想让两个对象按绝对值排序：

struct AbsInt {
    int value;
    auto operator<=>(const AbsInt& rhs) const {
        return std::abs(value) <=> std::abs(rhs.value);
    }
};

此时，比较的是绝对值。比如 -5 和 5 被视为相等，而 -6 > 5（因为 6 > 5）。

结合 == 和 != 的优化

虽然 operator<=> 可以生成所有六种比较运算符，但 == 操作通常更高效（只需判断是否相等，无需确定大小关系）。C++20 允许你单独默认化 operator== 以获得更好性能：

struct Point {
    int x, y;
    bool operator==(const Point&) const = default;
    std::strong_ordering operator<=>(const Point&) const = default;
};

这样，== 使用逐成员相等判断，而其他比较使用三路比较自动生成。

实际应用场景

三路比较在定义容器元素顺序时特别有用。比如你有一个结构体用于 map 的键：

struct Key {
    std::string name;
    int id;
    auto operator<=>(const Key&) const = default;
};

std::map<Key, std::string> data; // 可以正常使用

编译器会自动按 name 字典序比较，若相同再比较 id，无需手动写多个运算符。

基本上就这些。三路比较减少了样板代码，提升了代码清晰度和一致性。只要包含 <compare> 并合理使用 operator<=>，就能轻松实现现代 C++ 的高效比较逻辑。