c++ - 为什么宇宙飞船允许混合比较(不同的模板实例)与无意义的结果？

Question

编辑:这与飞船无关。只是飞船的使用混淆了我代码中的真正问题(详见答案)。
我对这个 program 的输出感到惊讶:
(如果您喜欢谜题，请随时打开 Godbolt 链接并尝试自己找出原因)

#include <cstdint>
#include <cassert>
#include <compare>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <limits>

template<typename T>
struct TotallyOrdered
{
    T val;
    constexpr TotallyOrdered(T val) :
        val(val) {}
    constexpr operator T() const { return val; }
    constexpr std::strong_ordering operator<=>(TotallyOrdered const& other) const
    {
        if (std::isnan(val) && std::isnan(other.val))
        {
            return std::strong_ordering::equal;
        }
        if (std::isnan(val))
        {
            return std::strong_ordering::less;
        }
        if (std::isnan(other.val))
        {
            return std::strong_ordering::greater;
        }
        if (val < other.val)
        {
            return std::strong_ordering::less;
        }
        else if (val == other.val)
        {
            return std::strong_ordering::equal;
        }
        else
        {
            assert(val > other.val);
            return std::strong_ordering::greater;
        }
    }
};



int main()
{
    const auto qNan = std::numeric_limits<float>::quiet_NaN();
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::less) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::equal) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::equivalent) << std::endl;
    std::cout << ((TotallyOrdered{qNan} <=> TotallyOrdered{1234.567}) ==  std::strong_ordering::greater) << std::endl;
}

输出:

false
false
false
false

在有点责备Godbolt缓存之后......我发现问题在于我正在比较 TotallyOrdered<float>和 TotallyOrdered<double> (在 f 之后添加 1234.567 给出预期输出)。
我的问题是:

为什么这是允许的？ (不是问这是否是标准行为；它是，但对设计意图感到好奇。)

为什么比较在 strong_ordering 中没有给出任何“枚举”？虽然我只定义了 strong_order，但在进行混合比较时，我似乎得到了偏序。 <=> .

我怎样才能强制只编译“精确 +-cvref”比较(给出 std::strong_ordering 结果)，从而阻止给出 std::partial_ordering 的比较?

Answer 1

这是允许的，因为您的转换运算符为 T不明确。这允许比较的双方进行用户定义的转换到各自的 T .所以你最终得到一个 float和一个 double .然后这些都可以转换为 double并且可以进行比较。但该比较返回 std::partial_ordering ，不是 std::strong_ordering .
请注意 std::strong_ordering 可以与 bool 进行比较，这就是您的代码首先编译的原因。尽管 cppreference.com 确实注意到:

The behavior of a program that attempts to compare a strong_ordering with anything other than the integer literal ​0​ is undefined.

我不能 100% 确定您的程序是否显示未定义的行为，或者是否有更多的转换/促销“魔法”正在进行。
无论哪种方式，如果您将转换运算符更改为显式，代码将不再编译。我猜这就是你真正想要的？