比較演算子

引数を比較します。

二方比較

二方比較演算子の式は以下の形式を持ちます。

すべての場合において、組み込みの演算子に対しては、左辺値から右辺値、配列からポインタおよび関数からポインタへの標準変換の後、 lhs と rhs は以下のいずれかでなければなりません。

• 算術型または列挙型 (後述の算術比較演算子を参照してください)
• ポインタ型 (後述のポインタ比較演算子を参照してください)

上記の標準変換の前に両方の被演算子が配列型であった場合の比較は非推奨です。 (C++20以上)

いずれの場合でも、結果は bool の prvalue です。

算術比較演算子

被演算子が算術型または列挙型 (スコープ付きまたはスコープなし) の場合、算術演算子のルールに従って両方の被演算子に対して通常の算術変換が行われます。 変換後、その値が比較されます。

例

#include <iostream>
int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;
    int n = -1;

    int n2 = 1;
    std::cout << " -1 == 1? " << (n == n2) << '\n'
              << "Comparing two signed values:\n"
              << " -1  < 1? " << (n < n2) << '\n'
              << " -1  > 1? " << (n > n2) << '\n';

    unsigned int u = 1;
    std::cout << "Comparing signed and unsigned:\n"
              << " -1  < 1? " << (n < u) << '\n'
              << " -1  > 1? " << (n > u) << '\n';

    unsigned char uc = 1;
    std::cout << "Comparing signed and smaller unsigned:\n"
              << " -1  < 1? " << (n < uc) << '\n'
              << " -1  > 1? " << (n > uc) << '\n';
}

 -1 == 1? false
Comparing two signed values:
 -1  < 1? true
 -1  > 1? false
Comparing signed and unsigned:
 -1  < 1? false
 -1  > 1? true
Comparing signed and smaller unsigned:
 -1  < 1? true
 -1  > 1? false

ポインタ比較演算子

比較演算子は、2つのポインタ (またはメンバポインタ (operator== および operator!= に対してのみ))、またはポインタとヌルポインタ定数、または2つのヌルポインタ定数 (ただし少なくとも片方が std::nullptr_t でなければなりません (ヌルとヌルの比較は算術比較のルールに従います)) (C++14未満)を比較するために使用することができます。

まず、合成ポインタ型を得るために、両方の被演算子にポインタ変換 (引数がメンバポインタの場合はメンバポインタ変換)、関数ポインタ変換 (C++17以上)、および修飾変換が以下のように適用されます。

これは、任意のポインタ型は void* と比較できるということを暗黙に意味します。

2つのオブジェクトへのポインタ (の変換後) の比較の結果は、以下のように定義されます。

2つのポインタ (の変換後) の等値比較の結果は、以下のように定義されます。

メンバポインタ (の変換後) の比較の結果は、以下のように定義されます。

p<=q と p>=q がどちらも true で、 p<q と p>q がどちらも false の場合、ポインタ p とポインタ q は等しいとみなされます。

ポインタ p がポインタ q と比較してより大きい場合、 p>=q, p>q, q<=p, q<p はいずれも true になり、 p<=q, p<q, q>=p, q>p はいずれも false になります。

2つのポインタが、より大きいとも等しいとも規定されていない場合、比較の結果は未規定です。 結果は非決定的であってもよく、プログラムの同じ実行における同じ被演算子を持つ同じ式の複数回の評価に対してであっても、一貫している必要はありません。

int x, y;

bool f(int* p, int* q) { return p < q; }

assert(f(&x, &y) == f(&x, &y)); // may fire in a conforming implementation

ユーザ定義の演算子に対するオーバーロード解決では、昇格された算術型 L および R のすべての組み合わせ (列挙型を含む) について、以下の関数シグネチャがオーバーロード解決に参加します。

オブジェクトへのポインタまたは関数へのポインタまたは std::nullptr_t (C++14未満) であるすべての型 P について、以下の関数シグネチャがオーバーロード解決に参加します。

メンバオブジェクトへのポインタまたはメンバ関数へのポインタまたは std::nullptr_t であるすべての型 MP について、以下の関数シグネチャがオーバーロード解決に参加します。

例

#include <iostream>
struct Foo  { int n1; int n2; };
union Union { int n; double d; };
int main()
{
    std::cout << std::boolalpha;

    char a[4] = "abc";

    char* p1 = &a[1];
    char* p2 = &a[2];
    std::cout << "Pointers to array elements: p1 == p2 " << (p1 == p2)
              << ", p1 < p2 "  << (p1 < p2) << '\n';

    Foo f;
    int* p3 = &f.n1;
    int* p4 = &f.n2;
    std::cout << "Pointers to members of a class: p3 == p4 " << (p3 == p4)
              << ", p3 < p4 "  << (p3 < p4) << '\n';

    Union u;
    int* p5 = &u.n;
    double* p6 = &u.d;
    std::cout << "Pointers to members of a union: p5 == (void*)p6 " << (p5 == (void*)p6)
              << ", p5 < p6 "  << (p5 < (void*)p6) << '\n';
}

Pointers to array elements: p1 == p2 false, p1 < p2 true
Pointers to members of a class: p3 == p4 false, p3 < p4 true
Pointers to members of a union: p5 == (void*)p6 true, p5 < p6 false

ノート

これらの演算子のグループは左結合のため、式 a<b<c は a<(b<c) や (a<b)&&(b<c) ではなく (a<b)<c と解析されます。

ユーザ定義の operator< に対する一般的な要件は狭義弱順序です。 これは特に Compare 型を使用する標準のアルゴリズムやコンテナ、 std::sort、 std::max_element、 std::map などによって要求されます。

ランダムな起源の (例えば同じ配列のメンバを指すのではない) ポインタの比較の結果は未規定ですが、多くの処理系は、連続する仮想アドレス空間内のアドレスとして実装される場合、ポインタの狭義全順序を提供します。 そうでない処理系 (例えばポインタのすべてのビットがメモリアドレスを表すのではないため比較するとき一部を無視しなければならないとか、ポインタと整数が1:1の関係でないため追加の計算が必要であるとか) は、そのような保証を持つ、ポインタに対する std::less の特殊化を提供します。 これにより、 std::set や std::map のような標準の連想コンテナで、ランダムな起源のポインタすべてをキーとして使用することが可能となります。

EqualityComparable かつ LessThanComparable である型について、 C++ 標準ライブラリは式 a == b の値である「等しい」と式 !(a < b) && !(b < a) の値である「同等」を区別します。

ポインタとヌルポインタ定数の比較は C++14 で削除されました。

void f(char * p)
{
  if (p > 0) { ... } // C++98〜C++11 では OK、 C++14 ではコンパイルできません。
  if (p > nullptr) { ... } // C++11 では OK、 C++14 ではコンパイルできません。
}

unsigned int i = 1;
auto r = -1 < i; // 昔からある落とし穴。 false を返します。
auto r2 = -1 <=> i; // エラー、縮小変換が必要です。

標準ライブラリ

比較演算子は標準ライブラリの多数のクラスでオーバーロードされています。

名前空間 rel_ops は汎用の演算子 !=, >, <=, >= を提供します。

関連項目

演算子の優先順位

演算子オーバーロード