手动定义的 strlen 的奇怪行为答案

【问题标题】：Weird behavior with a manually defined strlen手动定义的 strlen 的奇怪行为
【发布时间】：2017-01-19 16:16:04
【问题描述】：

一不小心，写了如下有趣的sn-p：

#include <iostream>
#include <cstring>

size_t strlen(const char* str) {
    std::cout << "hello";
    return 0;
}

int main() {
    return std::strlen("sdf");
}

出乎我意料的是，GCC 5.1 中的输出是“hello”，这意味着我的 strlen 正在被调用。更有趣的是，如果我删除 return，即只调用 std::strlen("sdf"); 替换 main，则不会打印任何内容！

我还尝试了 Clang，std::strlen 调用了计算字符串长度的真实函数（并且没有打印任何内容）。这就是我期望看到的。

如何解释？定义我自己的 strlen 函数是否被视为未定义行为？

【问题讨论】：

参见 [reserved.names] 和 [depr.c.headers]。
在我的机器上你的示例段错误。（linux，gcc-version 6.2.1 20160830）我没想到。我希望代码打印“hello”并以代码 0 退出操作系统。
我的示例也出现了段错误（gcc 5.4）。我建议在全局命名空间中提供strlen 函数是极其不寻常和“冒险”的，因为如果您首先包含<cstring>，这将覆盖libc 版本（带有“C”链接），因为那很自然也覆盖std::strlen，它可以在库的其他地方使用。例如。 std::cout 似乎产生了对 strlen 的调用。
你的代码里有ub

标签： c++ std language-lawyer undefined-behavior

【解决方案1】：

这里没有什么有趣的，只是函数重载和一些未定义的行为。您使用自己的版本重载了库函数strlen()。由于在 GCC 中实现 std::strlen 只不过是命名空间 std 内的库函数调用，因此您会得到您所看到的结果。

这是来自cstring的相关摘录：

namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
{
 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION

  using ::strlen;
  ...

当您删除 return 语句时，GCC 会完全优化调用，因为它知道 strlen 是没有副作用的函数，它实际上是一个保留名称，不应重载。我想，编译器可能会在这里给你一个警告，但可惜它没有，因为它不是必需的。

【讨论】：

您能解释一下删除return 时的行为吗？调用是否刚刚优化（我认为 gcc 可以这样做，因为它是标准库函数）？
@Kevin，是的，但我会在答案中详细说明。
这不是函数重载。 std::strlen 有参数(char const *)；一个函数不能用相同的参数列表重载。
@M.M，这是一个公平的观点。然而它的行为就好像它会超载，你不同意吗？

【解决方案2】：

根据 C++14 [extern.names]/3，::strlen 是保留的：

使用外部链接声明的标准 C 库中的每个名称都保留给实现，以用作具有外部“C”链接的名称，无论是在命名空间 std 还是在全局命名空间中。

以及使用保留名称的效果，[reserved.names]/2：

如果程序在保留名称的上下文中声明或定义名称，除非本条款明确允许，否则其行为未定义。

所以你的程序有未定义的行为。

【讨论】：

【解决方案3】：

您在默认 std 命名空间中定义了 strlen，从而覆盖了标准命名空间。

有时你的 strlen 被调用，有时标准的 strlen 被调用的原因可能与 strlen 的许多实现是宏而不是函数的事实有关。它甚至可以在汇编器中实现。

如果它是一个宏，将运行标准宏。此外，如果您删除 return，优化器可以删除函数调用。您可以与 -O0 进行比较。

【讨论】：