Debian arm64平台gcc-8是否忽略friend operator<导致std::set排序结果异常？

问题根本原因 #

你遇到的行为差异核心原因是自定义的operator<重载没有被gcc 8环境下的std::set默认比较器选中，属于C++重载决议规则下的歧义问题：

1. std::set<std::shared_ptr<ClassA>>默认使用std::less<std::shared_ptr<ClassA>>作为比较器，标准库本身已经提供了通用的std::operator<用于比较shared_ptr的原始内存地址。
2. 你在全局命名空间定义的operator<(const std::shared_ptr<ClassA>&, const std::shared_ptr<ClassA>&)仅在类内做了友元声明，没有在全局命名空间提前显式声明，只有通过ADL（参数依赖查找）才能被找到。gcc 11和gcc 8对该场景下的重载决议处理逻辑不同：
   • gcc 11会优先匹配你定义的非模板operator<重载，所以所有排序逻辑都按id比较执行，你能看到Comparing开头的日志输出，两个set最终排序结果一致，std::equal返回true。
   • gcc 8会优先使用标准库中位于std命名空间的模板operator<，直接比较shared_ptr指向的内存地址，不会调用你写的自定义比较逻辑，所以没有Comparing日志输出，set的排序顺序由对象创建时的内存地址决定，两个set的元素顺序不同，std::equal返回false。

修复方案 #

最稳妥、无歧义的修复方式是显式给std::set指定自定义比较器，完全规避重载决议的歧义问题，修改代码如下：

1. 定义独立的比较逻辑结构体：

struct ClassAPtrComparator {
    bool operator()(const std::shared_ptr<ClassA>& lhs, const std::shared_ptr<ClassA>& rhs) const {
        return lhs->getId() < rhs->getId();
    }
};

2. 所有用到std::set<std::shared_ptr<ClassA>>的位置，都显式指定比较器：

// ClassB成员变量声明修改为
::std::set<::std::shared_ptr<ClassA>, ClassAPtrComparator> members;
// main函数里的容器声明也对应修改
auto firstContainer = ::std::set<::std::shared_ptr<ClassA>, ClassAPtrComparator>{::std::make_shared<ClassA>("_3"), ::std::make_shared<ClassA>("_5")};
auto secondContainer = ::std::set<::std::shared_ptr<ClassA>, ClassAPtrComparator>{::std::make_shared<ClassA>("_5"), ::std::make_shared<ClassA>("_3")};

修改后不管使用哪个版本的gcc，都会按id比较逻辑排序，两边运行结果会保持一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jUnG3