C++ string 關係運算符重載：三種形式支援雙向比較

問題背景

std::string 為 6 個關係運算符（>, >=, <, <=, ==, !=）各提供三種重載，以支援以下比較場景：

1. string vs string
2. string vs C-style string (const char*)
3. C-style string vs string

三種重載形式

// 1. string 與 string
bool operator==(const string& lhs, const string& rhs);

// 2. string 與 C-string (string 在左)
bool operator==(const string& lhs, const char* rhs);

// 3. C-string 與 string (string 在右)
bool operator==(const char* lhs, const string& rhs);

其餘 5 個運算符（!=, <, >, <=, >=）同理各三種，共 18 個非成員函數重載。

設計考量

• 若只提供成員函數 bool operator==(const string&)，則 "abc" == str 無法編譯（字面值無成員函數）。
• 非成員函數 + 隱含轉換（或額外重載）確保雙向比較語法對稱。
• 比較邏輯基於字典序（lexicographical comparison），對應機器碼序（通常為 ASCII/Unicode 碼點序）。

現代 C++ 建議

C++20 引入三向比較運算符 <=>，單一定義即可自動生成所有關係運算符，大幅減少樣板碼。