显式默认的==运算符重声明为何仅在前置static_assert时有效？

先看这段代码：

struct A {
    friend constexpr bool operator ==(const A &, const A &) noexcept = default;
};

static_assert( A{} == A{} ); //移除此行程序会失效
constexpr bool operator ==(const A &, const A &) noexcept;
static_assert( (&operator==)( A{}, A{} ) );

现象 #

保留static_assert( A{} == A{} )时，主流编译器（GCC、Clang、MSVC）均能正常编译；但移除该行后，编译器会报错：

error: 'constexpr bool operator==(const A&, const A&)' used before its definition
note: undefined function 'operator==' cannot be used in a constant
note: failure was caused by call of undefined function or one not declared 'constexpr'

原因解析 #

1. 类内友元函数的默认可见性 #

在类内部声明的友元函数（哪怕是显式默认的operator==），默认仅在类的作用域内可见，外部作用域无法直接通过普通名称查找到它——只有两种情况能让它被外部“看到”：要么通过依赖于参数的查找（ADL），要么外部有对应的函数声明。

2. 第一个static_assert的核心作用 #

static_assert( A{} == A{} )触发了ADL：因为操作数是A类型，编译器会自动在A的作用域内查找operator==，此时找到了类内声明的默认友元运算符。同时，因为这个运算符是= default的，编译器会立即为它生成定义（对于空结构体A，默认==的逻辑就是返回true）。

这一步不仅完成了断言，更关键的是促使编译器生成了该运算符的定义，并且通过ADL的查找过程，让编译器确认了这个函数的存在。

3. 外部重声明的作用 #

后续的constexpr bool operator ==(const A &, const A &) noexcept;是外部作用域的声明，它和类内的友元运算符是同一个函数（签名完全匹配）。此时因为之前已经通过ADL触发了函数定义的生成，这个外部声明相当于把已存在的函数“暴露”到外部作用域，让后续取函数指针&operator==的操作能直接找到它，并且因为函数已有constexpr定义，能在常量表达式中调用。

4. 移除第一个static_assert后的问题 #

如果去掉第一个断言，当编译器遇到外部的重声明时，只会看到这个空的声明，而类内的友元运算符因为从未被ADL触发查找，编译器不会去类的作用域中寻找它，自然也不会生成它的定义。此时取&operator==并尝试在常量表达式中调用，编译器只能找到外部的声明，找不到对应的定义，因此报错“使用未定义的函数”，且无法满足常量表达式的要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor