在哪些情况下 std::optional operator == 会导致未定义的行为？

Posted 2023-02-18

【中文标题】在哪些情况下 std::optional operator == 会导致未定义的行为？

【英文标题】：In which cases does std::optional operator == cause undefined behavior?

【发布时间】：2020-10-13 12:46:44

【问题描述】：

Cppreference 对std::optional 的混合（可选和一些其他非可选类型）比较运算符有以下描述：

将 opt 与一个值进行比较。值进行比较（使用 T) 的对应运算符仅当 opt 包含值时。否则， opt 被认为小于值。如果对应的两路 *opt 和 value 之间的比较表达式格式不正确，或者如果 其结果不可转换为 bool，行为未定义。

让我困惑的是：

这些不规范的比较有哪些例子？

为什么编译器/STL 不直接拒绝无效的比较而不是给我们 UB？

【问题讨论】：

只是猜测：T 有一个奇怪的T::operator==

或者根本没有operator==？不知道为什么它是 UB 而不是格式错误...

【参考方案1】：

这源于不精确的规范，此后已得到纠正。

在C++17 中，这些比较被指定为：

要求：*x == *y 的表达式应该是格式良好的，并且它的结果应该可以转换为bool。

Requires 是一个先决条件，因此不满足这些条件将是undefined behavior。但是有许多不同种类的“先决条件”——这是否意味着静态检查，这是否意味着如果条件不满足，则将运算符从重载集中删除，是否意味着实际的未定义行为？

在C++20 中，这些被指定为：

授权：表达式*x == *y 是格式良好的，其结果可转换为bool。

如果不满足条件，哪个means 程序格式错误。基本上，授权是static_assert（或等效项）。

所以，是的，标准库有义务拒绝比较不存在或没有给你类似bool 的类型。这实际上永远不会给您带来未定义的行为（如果没有这样的运算符，实现会做什么，从/dev/random 读一点？）但现在它被更明确地指定了。

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这些更改来自 Marshall Clow 题为“Mandating the Standard Library”的一系列论文，这篇论文特别来自 P1460（感谢 Marshall！）。用于指定标准库的新术语来自 Walter Brown 的“Guidelines for Formulating Library Semantics Specifications”论文 (P1369)。

【讨论】：

赞成，但我不确定你为什么引用取消引用 x 和 y 的规范，我想如果我询问只有一侧被取消引用。我认为这个限制也是为了比较 optional 和 optional 所以答案仍然有相同的结论。

@NoSenseEtAl 因为所有比较的措辞都相同，所以我只选择了第一个。

"如果没有这样的操作符，实现会做什么？"当然，返回FileNotFound。