I'm learning about operator overloading in C++, and I see that == and != are simply some special functions which can be customized for user-defined types. My concern is, though, why are there two separate definitions needed? I thought that if a == b is true, then a != b is automatically false, and vice versa, and there is no other possibility, because, by definition, a != b is !(a == b). And I couldn't imagine any situation in which this wasn't true. But perhaps my imagination is limited or I am ignorant of something?

我知道我可以用一个定义另一个,但这不是我要问的。我也没有问通过值和单位来比较对象之间的区别。或者两个对象是否可以同时相等和不相等(这绝对不是一个选项!这些事情是相互排斥的)。我想问的是:

有没有可能在这种情况下,问两个对象是否相等的问题是有意义的,但问它们不相等的问题是没有意义的?(无论是从用户的角度,还是从实现者的角度)

如果没有这种可能性,那么究竟为什么c++将这两个操作符定义为两个不同的函数呢?


当前回答

通过自定义操作符的行为,您可以使它们按照您的要求进行操作。

你可能希望自定义一些东西。例如,您可能希望自定义一个类。可以通过检查特定属性来比较该类的对象。了解了这种情况后,您可以编写一些只检查最小值的特定代码,而不是检查整个对象中每个属性的每一位。

Imagine a case where you can figure out that something is different just as fast, if not faster, than you can find out something is the same. Granted, once you figure out whether something is the same or different, then you can know the opposite simply by flipping a bit. However, flipping that bit is an extra operation. In some cases, when code gets re-executed a lot, saving one operation (multiplied by many times) can have an overall speed increase. (For instance, if you save one operation per pixel of a megapixel screen, then you've just saved a million operations. Multiplied by 60 screens per second, and you save even more operations.)

Hvd的回答提供了一些额外的例子。

其他回答

最后,使用这些操作符检查表达式a == b或a != b是否返回布尔值(true或false)。这些表达式在比较后返回一个布尔值,而不是互斥的。

当a == b返回bool类型以外的值时,您不会希望语言自动将a != b重写为!(a == b)。有几个原因可以让它这样做。

您可能有表达式构建器对象,其中a == b不会也不打算执行任何比较,而只是构建一些表示a == b的表达式节点。

你可能有惰性求值,其中a == b不会也不打算直接执行任何比较,而是返回某种惰性<bool>,可以在以后的某个时间隐式或显式地转换为bool来实际执行比较。可能与表达式构建器对象结合使用,以便在求值之前完成表达式优化。

你可能有一些自定义的可选<T>模板类,其中给定可选变量T和u,你想允许T == u,但让它返回可选<bool>。

可能还有我没想到的事。即使在这些例子中,操作a == b和a != b都是有意义的,但a != b与!(a == b)不是一回事,因此需要单独的定义。

有一些非常完善的约定,其中(a == b)和(a != b)都是假的,不一定是相反的。特别地,在SQL中,任何与NULL的比较都会产生NULL,而不是true或false。

如果可能的话,创建这样的新示例可能不是一个好主意,因为这太不直观了,但是如果您试图对现有的约定建模,那么可以选择使您的操作符在该上下文中表现得“正确”。

如果==和!=操作符实际上并不意味着相等,就像<<和>>流操作符并不意味着位移位一样。如果你把这些符号当作其他概念来对待,它们就不必相互排斥。

就相等而言,如果您的用例保证将对象视为不可比较的,那么每次比较都应该返回false(或者如果操作符返回非bool类型,则返回不可比较的结果类型),那么这样做是有意义的。我想不出一个具体的情况,这将是必要的,但我可以看到它是足够合理的。

enum BoolPlus {
    kFalse = 0,
    kTrue = 1,
    kFileNotFound = -1
}

BoolPlus operator==(File& other);
BoolPlus operator!=(File& other);

我不能证明这个操作符重载是正确的,但在上面的例子中,不可能定义操作符!作为运算符==的“对立面”。