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

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。

其他回答

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。

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。

也许是一个不可比较的规则,其中a != b为假,a == b为假,就像一个无状态位。

if( !(a == b || a != b) ){
    // Stateless
}
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”。

我只回答你问题的第二部分,即:

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?

允许开发人员重载两者是有意义的一个原因是性能。您可以通过同时实现==和!=来允许优化。那么x != y可能比!(x == y)便宜。一些编译器可能能够为您优化它,但也可能不能,特别是当您有涉及大量分支的复杂对象时。

即使在Haskell中,开发人员非常重视法律和数学概念,仍然允许重载==和/=,正如您可以在这里看到的(http://hackage.haskell.org/package/base-4.9.0.0/docs/Prelude.html#v:-61--61-):

$ ghci
GHCi, version 7.10.2: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
λ> :i Eq
class Eq a where
  (==) :: a -> a -> Bool
  (/=) :: a -> a -> Bool
        -- Defined in `GHC.Classes'

这可能被认为是微观优化,但在某些情况下可能是合理的。