Rust里面的PartialEq Eq PartialOrd Ord

在 Rust 中， PartialEq 和 PartialOrd主要用于处理比较操作。

简单用一句话概括它们的区别：

• PartialEq 用于判断两个值是否相等（控制 == 和 != 运算符）。
• PartialOrd 用于判断两个值的大小关系（控制 <、>、<=、>= 运算符）。

想要彻底搞懂它们，真正需要理解的是它们名字里的 Partial（偏/部分） 是什么意思。。

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1. 为什么叫 "Partial" (偏/部分)？

在数学里，比较分为“全（Total）”和“偏（Partial）”。

• 全（Total）： 集合里的任意两个元素，必定能比出个结果。
• 偏（Partial）： 集合里可能存在某些“奇葩”元素，它们和谁都没法比（甚至和自己都没法比）。

在 Rust 中，这个“奇葩”元素的经典代表就是浮点数里的 NaN（Not a Number）。

按照 IEEE 754 标准，NaN 代表一个未定义或不可表示的浮点数（比如 0.0 / 0.0 的结果）。它的反直觉特性是：

• NaN == NaN 的结果是 false
• NaN < 1.0 的结果是 false
• NaN > 1.0 的结果是 false

因为这种“无法比较”的特殊情况存在，Rust 不能盲目地假设所有类型都能百分百比较大小和相等。因此诞生了带有 Partial 前缀的 Trait。

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2. PartialEq (部分相等)

只要你为一个类型实现了 PartialEq，你就可以对它使用 == 和 !=。

特点：

它允许类型中的某些值 a，出现 a == a 为 false 的情况（比如上面说的 f32::NAN）。

对应没有 Partial 的兄弟：Eq (全相等)

如果你能向编译器拍胸脯保证：“我这个类型里绝对没有任何奇葩值，a == a 永远为真！”（比如整数 i32），那你就可以在实现 PartialEq 的基础上，再加一个 Eq 标记。

Eq 里面没有任何实际的方法，它只是给编译器的一个承诺。HashMap 的 Key 就强制要求必须实现 Eq（因为如果 key != key，哈希表就乱套了，所以浮点数不能直接作为 HashMap 的 key）。

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3. PartialOrd (偏序 / 部分大小关系)

只要你为一个类型实现了 PartialOrd，你就可以对它使用 <、>、<=、>=。

特点：

因为有些值无法比较大小，所以 PartialOrd 的核心方法 partial_cmp 返回的是一个 Option<Ordering>：

• 如果能比出大小，返回 Some(Less)、Some(Equal) 或 Some(Greater)。
• 如果是 NaN 这种没法比的，返回 None。

它的依赖关系：

你必须先知道两个东西是否相等，才能比较它们谁大谁小。所以，PartialOrd 强制要求你必须先实现 PartialEq。

// 标准库中 PartialOrd 的定义（简化版）
pub trait PartialOrd: PartialEq {
    fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering>;
}

对应没有 Partial 的兄弟：Ord (全序)

如果你保证你的类型里任意两个值都能比出大小（比如整数），你可以实现 Ord。Ord 的 cmp 方法返回的直接是 Ordering（不再包装在 Option 里，因为它绝不会返回 None）。

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4. 总结对比表

| Trait | 控制的运算符 | 适用场景 | 返回值特征 | 经典类型代表 | | --- | --- | --- | --- | --- | | PartialEq | ==, != | 可能存在 a != a 的类型 | 布尔值 (bool) | f32, f64 (因为有 NaN) | | Eq | 无 (纯标记) | 保证 a == a 永远成立的类型 | 无 | i32, String, bool | | PartialOrd | <, >, <=, >= | 某些值之间无法比较大小的类型 | Option<Ordering> | f32, f64 | | Ord | 无 (辅助排序等) | 任意两个值都能决出胜负的类型 | Ordering | i32, String, char |

日常代码怎么写？

在 99% 的日常开发中，你不需要手写这些比较逻辑。你只需要用 #[derive(...)] 让编译器帮你自动生成即可。编译器会按结构体字段从上到下的顺序自动帮你比较。

// 大多数情况下，普通数据结构直接把这四个全加上就行了
#[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
struct User {
    id: u32,
    name: String,
}

// ⚠️ 但是，如果你的结构体里包含了浮点数，你只能 derive Partial 系列！
#[derive(PartialEq, PartialOrd)] // 如果你加上 Eq 或 Ord，编译器会报错
struct Point {
    x: f32,
    y: f32,
}

这其实是 Rust 安全性和严谨性的一大体现!