两个代码示例是否仅在C++23中合法，而在C++20中不合法？

在GCC 13.3出现回归问题后，我给程序中默认生成的太空船运算符添加constexpr时，发现不同编译器在C++20模式下处理相关代码存在差异。以下以相等比较运算符为例展示这些差异：

示例1 #

struct A {
    operator int() const;
};

struct B : A {
    constexpr bool operator==(const B &) const = default;
};

• 编译表现：该代码可在Clang和MSVC中正常编译，但开启-pedantic-errors选项的GCC会报错：

error: call to non-'constexpr' function 'A::operator int() const' [-Winvalid-constexpr]

示例2 #

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

struct B : A {
    constexpr bool operator==(const B &) const = default;
};

• 编译表现：该代码仅能在MSVC中正常编译，开启-pedantic-errors选项的Clang也会报错：

error: defaulted definition of equality comparison operator that is declared constexpr but invokes a non-constexpr comparison function is a C23 extension [-Werror,-Wc23-default-comp-relaxed-constexpr]

问题解答 #

是的，这两个代码示例仅在C23中合法，在C20中均不合法，具体原因如下：

• C20标准要求：默认声明为constexpr的比较运算符，其调用的所有子操作（包括基类的转换运算符、基类的比较运算符等）必须本身是constexpr的。如果依赖的子操作不满足constexpr要求，那么默认运算符的constexpr声明就违反了C20的规则。
• C++23放宽了这一限制：默认的constexpr比较运算符允许调用非constexpr的子操作，仅要求在实际用于常量表达式计算的场景中，这些子操作能满足constexpr的要求即可（即声明阶段不强制依赖操作必须是constexpr，仅在常量上下文调用时才做校验）。

GCC和Clang开启-pedantic-errors后会严格遵循C20标准，因此触发报错；而MSVC可能默认启用了C23的扩展行为，或者对标准的实现更为宽松，所以允许编译通过。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor