c++ - 我如何告诉编译器 MyCustomType 是quality_comparable_with SomeOtherType？

Question

假设我有一个 MyCustomType与 SomeOtherType 比较:

struct SomeOtherType {
    int value;

    constexpr bool operator==(const SomeOtherType& rhs) const = default;
};

struct MyCustomType {
    int x;

    constexpr bool operator==(const MyCustomType& rhs) const = default;
    constexpr bool operator==(const SomeOtherType& rhs) const {
        return x == rhs.value;
    }
    friend constexpr bool operator==(const SomeOtherType& lhs, const MyCustomType& rhs) {
        return lhs.value == rhs.x;
    }
};

这很棒，但是 static_assert(std::equality_comparable_with<MyCustomType, SomeOtherType>);失败，这意味着我不能将它们用于 std::ranges 中的异构查找算法:

error: no type named 'type' in 'struct std::common_reference<const MyCustomType&, const SomeOtherType&>'

我明白为什么会失败:我们可能有一个 operator== ，但我们不满足通用引用要求(另请参阅 Does `equality_­comparable_with` need to require `common_reference`? )。然而，实际上，我的类型是与 SomeOtherType 相当的平等。 .我如何说服编译器是这种情况？

Answer 1

在哲学上，std::equality_comparable_with 的共同引用要求显式编码编写异构时所做的隐式语句 operator==(T, U)实际上意味着相等*:有一些常见的父类(super class)型“T union U ”，其中 operator==是平等。这个“T union U ”实际上并不存在于 MyCustomType 的代码中和 SomeOtherType .如果我们通过特化使类型真正存在 std::common_reference_t ，然后我们可以见面std::equality_comparable_with .
*某些类型使用 operator==用于等价而不是相等(例如迭代器+哨兵)，因此不应该也不符合 std::equality_comparable_with .

我们可以使用 std::basic_common_reference 用于指定代理引用的自定义点:

The class template basic_common_reference is a customization point that allows users to influence the result of common_reference for user-defined types (typically proxy references).

为此，我们需要:

eq_proxy_ref<T>其作用类似于 T 的引用.

MyCustomType必须隐式转换为 eq_proxy_ref<T> .

SomeOtherType必须隐式转换为 eq_proxy_ref<T> .

basic_common_reference的 MyCustomType和 SomeOtherType必须返回此 eq_proxy_ref<int> .一个 eq_proxy_ref<MyCustomProxy>如果您想避免泄漏 MyCustomType 的内部结构，也可以工作。 .

eq_proxy_ref<T>之间必须有比较运算符。

eq_proxy_ref<T>必须服从要求的精神。

但是，请注意 std::common_reference_t不仅仅用于相等，包括 std::three_way_comparable_with , std::totally_ordered_with ，以及一些 Ranges 算法或 View 。因此，您的 eq_proxy_ref<T>实际上应该是您的两种类型的通用引用，而不仅仅是实现平等的机制。
满足这些约束的示例如下:

#include <concepts>
#include <type_traits>

// Assuming you don't own SomeOtherType:
template <typename T>
class MyCustomTypeEqProxy {
    template <typename>
    friend class MyCustomTypeEqProxy;

private:
    T ref_;

public:
    template <typename U>
        requires std::convertible_to<U, T>
    constexpr MyCustomTypeEqProxy(U ref)
        : ref_(ref)
    {}

    constexpr MyCustomTypeEqProxy(const SomeOtherType& rhs)
            requires std::convertible_to<const int&, T>
        : ref_(rhs.value)
    {}

    template <typename U>
        requires std::equality_comparable_with<T, U>
    constexpr bool operator==(const MyCustomTypeEqProxy<U>& rhs) const {
        return ref_ == rhs.ref_;
    };
};

struct MyCustomType {
    int x;

    constexpr bool operator==(const MyCustomType& rhs) const = default;
    constexpr bool operator==(const SomeOtherType& rhs) const {
        return x == rhs.value;
    }
    friend constexpr bool operator==(const SomeOtherType& lhs, const MyCustomType& rhs) {
        return lhs.value == rhs.x;
    }

    constexpr operator MyCustomTypeEqProxy<int>() const { return MyCustomTypeEqProxy<int>(x); }
};

namespace std {
// May not be needed, but allows the custom proxy reference to expand to common references
// of what we're comparing against.
template <typename T, typename U, template <typename> class TQ, template <typename> class UQ>
struct basic_common_reference<::MyCustomTypeEqProxy<T>, U, TQ, UQ> {
    using type = ::MyCustomTypeEqProxy< std::common_reference_t<T, UQ<U>> >;
};
template <typename T, typename U, template <typename> class TQ, template <typename> class UQ>
struct basic_common_reference<T, ::MyCustomTypeEqProxy<U>, TQ, UQ> {
    using type = ::MyCustomTypeEqProxy< std::common_reference_t<TQ<T>, U> >;
};

// Tell std::common_reference_t about MyCustomTypeEqProxy
template <template <typename> class LQ, template <typename> class RQ>
struct basic_common_reference<::MyCustomType, ::SomeOtherType, LQ, RQ> {
    using type = ::MyCustomTypeEqProxy<int>;
};
template <template <typename> class LQ, template <typename> class RQ>
struct basic_common_reference<::SomeOtherType, ::MyCustomType, LQ, RQ> {
    using type = ::MyCustomTypeEqProxy<int>;
};
}

Compiler Explorer link
我怀疑我错过了一些细微差别，但这足以满足 std::equality_comparable_with .