结构体成员函数无法使用默认不等运算符的原因及解决方法

示例代码 #

struct Point
{
    int x;
    int y;

    auto operator<=> (const Point&) const = default;
    //bool operator!=(const Point&) const = default;

    bool isDifferent(const Point& another) const
    {
        // 无显式operator!=时编译失败
        return operator != (another);
    }

    bool isSame(const Point& another) const
    {
        // 始终可正常编译
        return operator == (another);
    }
};

int main()
{
    Point pt1{1, 1}, pt2{1, 2};
 
    std::cout << std::boolalpha
        << (pt1 == pt2) << ' '  // 始终可正常编译
        << (pt1 != pt2) << ' '  // 始终可正常编译
        << (pt1 <  pt2) << ' '  
        << (pt1 <= pt2) << ' '  
        << (pt1 >  pt2) << ' '  
        << (pt1 >= pt2) << ' '; 
}

现象说明 #

使用==运算符的成员函数isSame可正常编译，使用!=运算符的成员函数isDifferent则报“operator未定义”错误；但在成员函数外部使用!=运算符却可正常运行。

问题 #

出现该现象的原因是什么？是否可以无需显式定义不等运算符，就能在成员函数内使用它？

原因分析 #

1. 默认生成规则的差异：

   • 当默认定义<=>运算符时，编译器会自动生成成员版的operator==，所以成员函数里直接调用operator==(another)能找到这个成员函数，编译正常。
   • 但operator!=不会生成成员版，而是依赖全局重载模板实现——这个模板通过!(a == b)完成不等判断。不过该全局模板优先级低于成员函数，在成员函数内部写operator != (another)时，编译器会优先查找类的成员函数，找不到就直接报错，不会匹配全局模板。

2. 查找规则的内外差异：

   • 在成员函数外部（比如main中）写pt1 != pt2，编译器会同时查找成员和全局作用域的重载，能匹配到全局的!=模板，因此正常编译。
   • 但在成员函数内部，operator != (another)等价于this->operator!=(another)，属于隐式成员函数调用，编译器只会在当前类的成员中查找，找不到就报错，不会去全局作用域匹配。

无需显式定义!=的解决方法 #

有两种方式可以在成员函数内使用!=而不用显式定义：

• 方式一：改用==取反的写法，绕开!=的直接调用：

  return !(*this == another);
  

• 方式二：使用完整表达式写法，触发全局重载查找：

  return *this != another;
  

  这种写法会让编译器同时查找成员和全局重载，从而匹配到全局的!=模板。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者uni