C++で構造体の比較演算子に関するエラーの解決方法

エラー内容

C++で整数をひとつ持つ構造体 MyStruct と比較演算子 operator== を定義しました．

struct MyStruct{
    int val;

    MyStruct(int val) : val(val) {}

    bool operator == (const MyStruct& rhs) {
        return val == rhs.val;
    }
};

int main() {
    std::pair<MyStruct, MyStruct> a(10, 20), b(10, 20);

    // pairの比較
    std::cout << (a == b) << std::endl;

    return 0;
}

std::pair<MyStruct, MyStruct> の比較を行うと，以下のエラーが発生しました．

error: no match for ‘operator==’ (operand types are ‘const MyStruct’ and ‘const MyStruct’)
  641 |     { return __x.first == __y.first && __x.second == __y.second; }

解決方法

このエラーは，比較演算子が const 修飾されていないことが原因です．比較演算子を以下のように修正することでエラーを解決できます．

bool operator == (const MyStruct& rhs) const {
    return val == rhs.val;
}

エラー原因

std::pair の比較では，要素の比較時に const なオブジェクトを使うため，比較演算子に const メソッドが必要になります．const メソッドとして定義することで，const なオブジェクト同士の比較が可能になります．

const メソッドとは

const をメソッドに付けることで，その関数がオブジェクトの値を変更しないことを保証します．

特に，const オブジェクトから呼び出すことができます．const でないメソッドは const オブジェクトから呼び出すことができません．

これが今回の原因で，std::pair では const オブジェクトを用いているため，比較時に非 const メソッドの operator== を呼び出せなかったということです．

friend 関数として定義

friend bool operator == (const MyStruct& lhs, const MyStruct& rhs) {
    return lhs.val == rhs.val;
}

このように friend 関数として定義しても動作します．

friend 関数とは

特定のクラスの非メンバ関数でありながら，そのクラスのプライベートメンバにアクセスできる関数です．

今回の例なら，グローバルに operator== をオーバーロードして，MyStruct を引数に取り，MyStruct のメンバにアクセスしています．

今回は val が public ですが，val が private であってもこの関数は動作します．

最後に

競技プログラミング用の modint 構造体で pair を用いた時にエラーが出ており，解決に時間がかかったので書きました．

間違いや補足等ありましたらご連絡ください．

参考

https://cpprefjp.github.io/reference/utility/pair.html
https://learn.microsoft.com/ja-jp/cpp/cpp/friend-cpp?view=msvc-170
https://wisdom.sakura.ne.jp/programming/cpp/cpp24.html
https://wisdom.sakura.ne.jp/programming/cpp/cpp28.html