C++17正常的operator==与operator!=代码在C++20触发断言问题

根因分析 #

这是C20引入三路比较运算符operator<=>后配套的比较运算符重写规则导致的问题，属于预期内的破坏性变更，和你收到的告警提示完全吻合。
C17标准下，a_1 != a调用只会匹配到你定义的全局operator!= (const Base&, const Base&)，两个参数都隐式转换为Base引用，走基类定义的多态比较逻辑：调用A_1::equalTo，尝试将参数a转为A_1类型失败返回false，最终a_1 != a结果为true，不会触发断言，且全局operator!=被正常调用。
C++20标准新增了比较运算符改写规则：a != b除了匹配显式定义的operator!=，还可以自动改写为!(a == b)，同时支持参数反向匹配。此时你的A类定义了成员operator==(const A&) const，a_1是A的派生类，对const A&的转换优先级高于对const Base&的转换，因此a_1 != a会被改写为!(a_1 == a)，匹配A的operator==直接比较value值，两者value都是1返回true，取反后!=结果为false，触发断言。你定义的全局operator!=完全没有被调用，因此编译器提示该函数未被引用被移除。

修复方案 #

以下两种方案都可以兼容C17和C20的行为：

方案1（更推荐，保持原有多态比较逻辑无侵入） #

将全局operator!=改为Base的成员函数，提升其匹配优先级，避免编译器走改写规则匹配派生类的比较运算符：

struct Base
{
    bool operator==(const Base& rhs) const
    {
        return this->equalTo(rhs);
    }
    // 新增成员operator!=，替换原来的全局版本
    bool operator!=(const Base& rhs) const
    {
        return !(*this == rhs);
    }
    virtual bool equalTo(const Base& rhs) const = 0;
};
// 原来的全局operator!=直接删除即可

修改后a_1 != a会优先匹配基类的成员operator!=，走原有多态比较逻辑，和C++17行为完全一致。

方案2（约束派生类比较运算符的匹配范围） #

给派生类的operator==添加类型约束，只允许同类型实例比较，避免跨类型比较时被错误匹配：

#include <type_traits>

struct A : public Base
{
    int value = 0;
    bool operator==(const A& rhs) const
    requires std::same_as<std::decay_t<decltype(rhs)>, A>
    {
        return (value == rhs.value);
    }
    // 其余原有逻辑保持不变
};

该方案仅允许两个A类型实例比较时调用该重载，跨类型比较时会 fallback 到基类的多态比较逻辑。

破坏性变更说明 #

这是C++20标准明确规定的预期内破坏性变更，属于三路比较特性引入时的已知不兼容场景，主要是因为新增的运算符改写规则会激活之前不会被选中的重载，影响旧代码的比较逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jack Brown