==と！=は相互に依存していますか？

私はC ++で演算子オーバーロードについて学んだ、と私はそれを見る==と!=、単純にユーザー定義型用にカスタマイズすることができますいくつかの特別な機能です。しかし、私の懸念は、なぜ2つの別個の定義が必要なのかということです。私があればと思ったa == b事実である場合、a != b定義によって、あるため、自動的に偽の、およびその逆で、かつ、他の可能性がないa != bです!(a == b)。そして、これが真実ではない状況を想像することはできませんでした。しかし、おそらく私の想像力は限られていますか、それとも私は何かについて無知ですか？

もう1つの観点から1つを定義できることは知っていますが、これは私が求めていることではありません。また、値による比較や同一性によるオブジェクトの比較の違いについても質問していません。または、2つのオブジェクトが同時に等しいか等しくないかどうか（これは間違いなくオプションではありません！これらは相互に排他的です）。私が尋ねているのはこれです：

2つのオブジェクトが等しいことについて質問しても意味がないが、等しくないことについて質問しても意味がない状況はありますか？（ユーザーの観点から、または実装者の観点から）

このような可能性がない場合、なぜC ++ではこれら2つの演算子が2つの異なる関数として定義されているのでしょうか。

あなたは考えていない言語が自動的に書き換えたいa != bと!(a == b)する場合a == b以外のリターンは何かbool。そして、あなたがそれをそうするかもしれないいくつかの理由があります。

式ビルダーオブジェクトを使用している場合a == bがあります。比較を実行することを意図しておらず、意図したものではありませんが、を表す式ノードを構築するだけa == bです。

遅延a == b比較がある場合があります。比較を直接実行することは意図しておらず、意図されていませんが、代わりに、後で実際に比較を実行するためlazy<bool>にbool暗黙的または明示的に変換できる種類の結果を返します。おそらく式ビルダーオブジェクトと組み合わせて、評価前に完全な式の最適化を可能にします。

optional<T>オプションの変数tとを指定してu、許可したいt == uが、それを返すようにするカスタムテンプレートクラスがある場合がありますoptional<bool>。

おそらく私が思いもしなかったことがもっとあるでしょう。また、これらの例では、操作a == bとa != b実行の両方に意味がありますa != bが、それでもと同じではない!(a == b)ため、個別の定義が必要です。

このような可能性がない場合、なぜC ++ではこれら2つの演算子が2つの異なる関数として定義されているのでしょうか。

あなたはそれらをオーバーロードすることができ、それらをオーバーロードすることにより、それらに元のものとは全く異なる意味を与えることができます。

たとえば、<<元はビット単位の左シフト演算子であるoperatorを考えますが、現在では、のように挿入演算子としてオーバーロードされていstd::cout << somethingます。オリジナルとは意味が全然違う。

したがって、演算子をオーバーロードしたときに演算子の意味が変わることを受け入れる場合、混乱を招く可能性がありますが、ユーザーがoperator ==の否定ではない意味を演算子に与えないようにする理由はありません!=。

しかし、私の懸念は、なぜ2つの異なる定義が必要なのかということです。

両方を定義する必要はありません。
それらが相互に排他的である場合でも、std :: rel_opsを定義し==、<それと一緒に定義するだけで、簡潔にすることができます。

FOM cppreference：

#include <iostream>
#include <utility>

struct Foo {
    int n;
};

bool operator==(const Foo& lhs, const Foo& rhs)
{
    return lhs.n == rhs.n;
}

bool operator<(const Foo& lhs, const Foo& rhs)
{
    return lhs.n < rhs.n;
}

int main()
{
    Foo f1 = {1};
    Foo f2 = {2};
    using namespace std::rel_ops;

    //all work as you would expect
    std::cout << "not equal:     : " << (f1 != f2) << '\n';
    std::cout << "greater:       : " << (f1 > f2) << '\n';
    std::cout << "less equal:    : " << (f1 <= f2) << '\n';
    std::cout << "greater equal: : " << (f1 >= f2) << '\n';
}

2つのオブジェクトが等しいことについて質問しても意味がないが、等しくないことについて質問しても意味がない状況はありますか？

これらの演算子を平等に関連付けることがよくあります。
これが基本型での動作ですが、これがカスタムデータ型での動作である必要はありません。したくない場合は、ブール値を返す必要はありません。

私は人々が奇妙な方法でオペレーターに過負荷をかけているのを見てきましたが、ドメイン固有のアプリケーションにとってそれが理にかなっていることを発見しただけです。インターフェースが相互に排他的であることを示すように見えても、作成者は特定の内部ロジックを追加したい場合があります。

（ユーザーの視点から、または実装者の視点から）

特定の例が必要であることはわかっているので、実用的だと思っ
たCatchテストフレームワークの例を以下に示します。

template<typename RhsT>
ResultBuilder& operator == ( RhsT const& rhs ) {
    return captureExpression<Internal::IsEqualTo>( rhs );
}

template<typename RhsT>
ResultBuilder& operator != ( RhsT const& rhs ) {
    return captureExpression<Internal::IsNotEqualTo>( rhs );
}

これらの演算子はさまざまなことを行っており、一方のメソッドを他方の！（not）として定義しても意味がありません。これが行われる理由は、フレームワークが行われた比較を出力できるようにするためです。これを行うには、どのオーバーロードされた演算子が使用されたかのコンテキストをキャプチャする必要があります。

そこにいくつかの非常によく確立された慣習がある(a == b)と(a != b)されている両方の偽は必ずしも反対ではありません。特にSQLでは、NULLと比較すると、trueまたはfalseではなく、NULLが生成されます。

直感的ではないため、この例を可能な限り新しく作成することはおそらくお勧めできませんが、既存の規則をモデル化しようとしている場合は、そのために演算子を「正しく」動作させるオプションがあると便利です。環境。

私はあなたの質問の2番目の部分、つまり次の部分のみに回答します。

このような可能性がない場合、なぜC ++ではこれら2つの演算子が2つの異なる関数として定義されているのでしょうか。

開発者が両方をオーバーロードできるようにすることが理にかなっている1つの理由は、パフォーマンスです。==との両方を実装することで、最適化を許可でき!=ます。そうなるとx != y、安くなるかもしれません!(x == y)。一部のコンパイラーは最適化できる場合がありますが、特に、多くの分岐が関係する複雑なオブジェクトがある場合は最適化できません。

開発者が法則と数学的概念を非常に真剣に考えているHaskellでさえ、こちら（http://hackage.haskell.org/package/base-4.9.0.0/docs/Prelude）を見るとわかるように、==との両方をオーバーロードすることが依然として許可さ/=れています。.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'

これはおそらくマイクロ最適化と見なされますが、場合によっては正当化されることがあります。

2つのオブジェクトが等しいことについて質問しても意味がないが、等しくないことについて質問しても意味がない状況はありますか？（ユーザーの視点から、または実装者の視点から）

それは意見です。多分それはしません。しかし、言語デザイナーは、全知ではなく、それが理にかなっているかもしれない状況を思い付くかもしれない人々を制限しないことに決めました（少なくとも彼らにとって）。

編集に応じて;

それはオペレータ持っているいくつかのタイプのために可能であればそれは、ある==ではなく!=、またはその逆、とするとき、それはそうしても意味がないし。

では、一般的な、いや、それは意味がありません。等値演算子と関係演算子は通常、セットで提供されます。平等がある場合は、不平等も同様です。より小さい、次により大きい<=などなど。算術演算子にも同様のアプローチが適用されますが、それらも一般に自然な論理セットになります。

これはstd::rel_ops名前空間で証明されています。等しい演算子とより小さい演算子を実装する場合、その名前空間を使用すると、元の実装された演算子に関して実装された他の名前空間が得られます。

とはいえ、一方が他方をすぐに意味しない、または他の観点から実装できない状況または状況はありますか？はい、間違いなく少数ですが、彼らはそこにいます。再び、rel_opsそれ自体が独自の名前空間であることからも明らかです。そのため、それらを個別に実装できるようにすると、言語を活用して、コードのユーザーまたはクライアントにとって自然で直感的な方法で、必要または必要なセマンティクスを取得できます。

すでに述べた遅延評価は、この優れた例です。別の良い例は、平等または不平等をまったく意味しない意味論を彼らに与えることです。これと同様の例はビットシフト演算子で<<あり>>、ストリームの挿入と抽出に使用されます。それは一般的なサークルでは眉をひそめられるかもしれませんが、一部のドメイン固有の領域では、それは理にかなっているかもしれません。

==and !=演算子が実際に等しいことを意味しない場合は、and 演算子<<と>>stream演算子がビットシフトを意味しないのと同じように。シンボルを他の概念を意味するものとして扱う場合、それらは相互に排他的である必要はありません。

同等性の観点から、ユースケースでオブジェクトを比較不可能なものとして扱う必要がある場合、すべての比較でfalse（または演算子が非ブール値を返す場合は比較不可能な結果タイプ）を返す必要がある場合に意味があります。これが正当化される特定の状況を考えることはできませんが、十分妥当であることがわかりました。

優れた力には責任を持って、または少なくとも本当に優れたスタイルガイドが備わっています。

==そして!=、あなたが好きな一体を行うためにオーバーロードすることができます。それは祝福と呪いの両方です。という!=意味の保証はありません!(a==b)。

enum BoolPlus {
    kFalse = 0,
    kTrue = 1,
    kFileNotFound = -1
}

BoolPlus operator==(File& other);
BoolPlus operator!=(File& other);

この演算子のオーバーロードを正当化することはできませんが、上の例ではoperator!=の「反対」として定義することは不可能ですoperator==。

最後に、これらの演算子で確認しているのは、式a == bまたはa != bブール値（trueまたはfalse）を返すことです。これらの式は、相互に排他的ではなく、比較後にブール値を返します。

[..]なぜ2つの異なる定義が必要なのですか？

考慮すべきことの1つは、これらの演算子の1つを、他の演算子の否定を使用するよりも効率的に実装できる可能性があることです。

（ここでの私の例はごみですが、要点はまだあります。たとえば、ブルームフィルターについて考えてみてください。これらは、セットに含まれていないものの高速テストを可能にしますが、入っているかどうかのテストにはさらに時間がかかる場合があります。）

[..]定義により、a != bです!(a == b)。

そして、それを成立させるのはプログラマとしてのあなたの責任です。たぶんテストを書くのに良いことでしょう。

オペレーターの振る舞いをカスタマイズすることにより、オペレーターに必要なことを実行させることができます。

カスタマイズしたいかもしれません。たとえば、クラスをカスタマイズしたい場合があります。このクラスのオブジェクトは、特定のプロパティをチェックするだけで比較できます。これが事実であることを知って、オブジェクト全体のすべての単一のプロパティのすべてのビットをチェックする代わりに、最小限のものだけをチェックする特定のコードを書くことができます。

何かが同じであることがわかるよりも、速くないにしても同じくらい速く何かが異なることを理解できるケースを想像してみてください。確かに、何かが同じか異なるかがわかれば、ビットを反転するだけでその反対を知ることができます。ただし、そのビットを反転することは追加の操作です。場合によっては、コードが何度も再実行されるときに、1つの操作を保存すると（何倍にもなる）、全体的な速度が向上します。（たとえば、メガピクセル画面のピクセルごとに1つの操作を保存すると、100万の操作が保存されます。毎秒60画面を掛けると、さらに多くの操作を保存できます。）

hvdの答えはいくつかの追加の例を提供します。

はい。1つは「同等」を意味し、もう1つは「非同等」を意味し、この用語は相互に排他的です。この演算子の他の意味は混乱を招くため、絶対に避けてください。

多分比類のないルールで、どこa != bが偽で、ステートレスビットのようa == bに偽でした。

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