默认的三向比较生成的代码比预期多

Question

考虑以下代码：

struct B {
    friend bool operator< (const B&, const B&);
    friend bool operator==(const B&, const B&);
};

struct D : B {
    friend std::strong_ordering operator<=>(const D&, const D&) = default;
};

bool less(const D& a, const D& b) {
    return a < b;
}

运算符

<

和

==

故意未定义，以避免与其内联相关的优化。

当我查看 less()

 函数的汇编代码

（gcc）时，它似乎完全等同于以下内容（对于

std::strong_ordering

和

std::weak_ordering

的返回类型都是如此）： operator<=>

而我期待看到这个：

bool less(const D& a, const D& b) {
    if (static_cast<const B&>(a) == static_cast<const B&>(b))
        return false;
    else
        return static_cast<const B&>(a) < static_cast<const B&>(b);
}

为什么编译器会生成对 

bool less(const D& a, const D& b) {
    return static_cast<const B&>(a) < static_cast<const B&>(b);
}

的额外调用，而不是仅仅调用

operator==(const B&, const B&)

？是缺少优化还是有检查相等性的根本原因？

Answer 1

operator<(const B&, const B&)

的结果。

如果我对你的代码片段有这个功能：

<=>

您会看到

std::strong_ordering compare(const D& a, const D& b){
    return a <=> b;
}

的行为是首先检查是否相等，如果失败则进行比较（强制词法排序的合理实现）。

然后根据

cppreference

：

其他默认比较运算符 四个关系运算符中的任何一个都可以显式默认。默认关系运算符必须具有返回类型 bool。

如果 x
y 上的重载解析（还考虑参数相反顺序的运算符
）失败，或者如果此运算符@不适用于该 x <=> y 的结果，则将删除此类运算符。 <=>否则，如果重载决议选择了具有原始参数顺序的运算符<=>，则默认的operator@调用x y @ 0，否则调用0 @ y <=> x：<=><=>

（强调我的）。

所以，你的

<=>

函数调用

less

实际上是在调用

a < b

，没有函数和结构体，不可能变得更智能和优化。