C++20如何通过concept正确校验自定义比较器的偏序约束

你写的四个约束没有生效，核心原因是C++的requires表达式中，无后置类型约束的花括号语句仅检查表达式本身是否可以合法编译，完全不会校验表达式的求值结果是否为true。
你写的四个相等比较表达式，左右两边都是bool类型，==运算本身是合法可编译的，所以不管比较结果是true还是false，都会被requires判定为满足约束。哪怕你把逻辑写反，只要代码能编译，static_assert就会顺利通过。

首先要明确：C++ concept是编译期语法/类型层面的约束工具，没有能力直接校验任意运行时值的语义规则。你在requires参数列表里声明的t1、t2是完全抽象的形式参数，没有绑定任何实际取值，编译器不可能穷举T类型的所有可能值，去验证比较器对所有输入都满足偏序公理。

你想校验的四条对称规则：

• t1 < t2 等价于 t2 > t1
• t2 < t1 等价于 t1 > t2
• t1 <= t2 等价于 t2 >= t1
• t2 <= t1 等价于 t1 >= t2
  本质是三路比较器必须遵守的语义契约，不是靠concept就能100%静态校验的语法规则。对于返回std::partial_ordering的合法三路比较器，这些规则本身就是std::partial_ordering类型语义的一部分，正常实现的比较器都会默认遵守。

通用的偏序比较器concept只需要做语法层面的约束即可，不需要也没法在concept层面覆盖所有语义校验：

#include <functional>
#include <type_traits>
#include <utility>
#include <compare>

template <typename F, typename T>
concept PartiallyOrderedBy = requires(F&& f, const std::remove_reference_t<T>& t1,
                                        const std::remove_reference_t<T>& t2) {
  // 校验比较器可以被调用，返回值可转换为std::partial_ordering
  { std::invoke(std::forward<F>(f), t1, t2) } -> std::convertible_to<std::partial_ordering>;
  { std::invoke(std::forward<F>(f), t2, t1) } -> std::convertible_to<std::partial_ordering>;
};

如果你确实需要对特定场景做静态语义校验，只能针对已知的编译期常量值做定向检查，这类检查属于特例校验，不能放到通用concept里约束所有类型。

注意：不要误以为在requires里加嵌套requires子句就能强制校验表达式结果，这种方式只能对编译期常量生效，对于形式参数t1、t2这类没有实际值的符号，根本无法完成求值校验。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者frozenca