无法显式访问命名空间范围的朋友答案

【问题标题】：cannot access namespace scope friend explicitly无法显式访问命名空间范围的朋友
【发布时间】：2017-12-19 14:45:44
【问题描述】：

我今天遇到一个问题，ADL 没有为类中定义的类型找到静态成员函数。

也就是说，在下面的示例中，str(foo::Foo::Enum) 在没有明确范围的情况下无法通过 ADL 定位，foo::Foo::str(foo::Foo::Enum)

namespace foo {

struct Foo
{
    enum Enum
    {
        FOO1,
        FOO2
    };

    static const char* str(Enum e);
};

}

foo::Foo::Enum e = foo::Foo::FOO1;
const char* s = str(e);              // ADL doesn't work

我发现了this SO 问题，正如接受的答案中所述，将其更改为friend 函数会导致ADL 现在工作。

namespace foo {

struct Foo
{
    enum Enum
    {
        FOO1,
        FOO2
    };

    friend const char* str(Enum e);  // note str is now a friend
};

}

foo::Foo::Enum e = foo::Foo::FOO1;
const char* s = str(e);              // ADL works now

虽然现在这有助于 ADL，但我惊讶地发现我无法通过使用命名空间 foo 来访问 str

foo::Foo::Enum e = foo::Foo::FOO1;
const char* s = foo::str(e);         // error: ‘str’ is not a member of ‘foo’

我跑了一个测试，打印出__PRETTY_FUNCTION__的结果，更惊讶的发现str的范围显然是foo::：

__PRETTY_FUNCTION__: const char* foo::str(foo::Foo::Enum)

下面的工作示例：

#include <iostream>

namespace foo {

struct Foo
{
    enum Enum
    {
        FOO1,
        FOO2
    };

    friend const char* str(Enum e)
    {
        return __PRETTY_FUNCTION__;
    }
};

}

int main()
{
    foo::Foo::Enum e = foo::Foo::FOO1;

    std::cout << str(e) << '\n';
    // std::cout << foo::str(e) << '\n'; // error: ‘str’ is not a member of ‘foo’

    return 0;
}

输出：

$ ./a.out
const char* foo::str(foo::Foo::Enum)

问题：

为什么我无法找到 str(..) 使用封闭命名空间显式限定它？
为什么__PRETTY_FUNCTION__ 说它在foo::，而我却找不到它？

【问题讨论】：

第一个例子和第二个例子有很大的不同：在第一个例子中，函数str仍然是一个类的成员foo::Foo，它不是一个非成员函数，不能这样调用。在第二个示例中，str 函数是非成员函数。
@Someprogrammerdude 是的，但是为什么我不能调用foo::str，因为str 是foo 命名空间中的朋友函数？
@Someprogrammerdude 你会注意到我没有尝试访问foo::Foo::str（即：好像它是一个成员），而是我试图访问foo::str（即：作为如果它是 foo 命名空间内的函数）
如果你定义了一个friend 非成员函数inline，它实际上是在类中作用域的。 __PRETTY_FUNCTION__ 并没有说这可能是编译器的问题。
刚才链接的答案中没有提到你问的情况吗？

标签： c++ language-lawyer friend argument-dependent-lookup name-lookup

【解决方案1】：

为什么我无法找到 str(..) 使用封闭命名空间显式限定它的范围？

来自标准，[namespace.memdef]/3

如果非本地类中的友元声明首先声明了一个类，朋友是成员的函数、类模板或函数模板最里面的封闭命名空间。朋友声明不本身使名称对不合格的查找或合格的查找可见抬头。 [ 注意：朋友的名字会显示在如果在命名空间范围内提供了匹配的声明，则命名空间（在授予友谊的类定义之前或之后）。 — 尾注 ]

这意味着str 在名称查找中不可见；只能通过 ADL 调用。

为什么__PRETTY_FUNCTION__ 说它在foo::，而我却找不到它？

来自[class.friend]/6，

当且仅当该类是非本地类 ([class.local])、函数名不合格且函数具有命名空间范围时，才能在类的友元声明中定义函数。

str 确实成为命名空间foo 的成员；它只是看不见的。

来自cppreference.com的解释：

在非本地类 X 中由 friend 声明引入的名称成为 X 的最内层封闭命名空间的成员，但它们对 lookup 不可见（既不合格也不合格），除非在命名空间范围，在类定义之前或之后。这样的名称可以通过ADL 找到，它同时考虑了命名空间和类。

【讨论】：