<algorithm> 是否包含 <cmath>？

Question

以下程序编译正确：

#include <algorithm>

int main(int argc, char *argv[]) {

    return int(log(23.f));

}

（在 g++ 4.9.2 下，带有标志 -std=c++11）

代码使用函数log，该函数在<cmath> 上定义。但是，它不包括标头<cmath>，仅包括标头<algorithm>。为什么g++ 没有给出任何警告，并且编译正确？

Answer 1

根据标准，某些标题确实包含其他标题。例如，<cinttypes> 包括 <cstdint>。请参阅包含部分here。关于<algorithm>，没有关于它应该包括哪些其他标题的声明（参见here）。因此，结论是，<algorithm> 不需要包含<cmath>，并且您的示例代码不可移植。它可能无法在其他 C++ 实现上编译。

Answer 2

在 C++11 标准中，[res.on.headers]/1 声明

一个 C++ 头文件可能包含其他 C++ 头文件。 C++ 标头应提供 出现在其概要中的声明和定义。 一个 C++ 在其概要中显示的标头包括其他 C++ 标头应 提供出现在概要中的声明和定义 其他标题。

现在考虑 [algorithms.general]/2：

标题<algorithm>概要

#include <initializer_list>

namespace std {
  // ......

<cmath> 未列出，并且显然未包含在 <initializer_list> 中。因此，不能保证您的程序在符合标准的实现上进行编译。永远不应该依赖“隐式包含” - 一般准则是包含使用实体的每个标头。
例外是例如<iostream> 包括 <ostream>，从 C++11 开始保证。

Answer 3

回答你的问题：

为什么g++没有给出任何警告，并且编译正确？

因为不需要 C++ 实现，而且考虑到 #include 的工作方式，实现此警告实际上非常困难。 Attempts 已经提出，但还有一些问题没有完全解决。

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移动到different model 可以启用这种检查。然而，为了向后兼容并允许最简单的转换，我使用的标准库的“模块化”恰好明确允许以前依赖于间接包含的代码继续工作。

例如，您可以在 libc++ 的module map 中看到这一点；那些export * 行声明“此模块导入的任何模块也将被导出”。也就是说，导入模块 std.cmath 的模块 std.algorithm 也会导出，因此任何导入 std.algorithm 的人也可以访问 std.cmath。

对于新代码，如果可以关闭这些“遗留导出”会非常好，但对于预先存在的大型项目，只需打开 -fmodules 并让项目在没有任何更改的情况下运行是非常好的.

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使用 clang 的 libc++ 模块实现，并修改模块映射文件以删除不可移植的间接包含行为，clang 报告如下错误：

main.cpp:5:16: 错误：必须先从模块“Darwin.C.math”导入“log”声明

return int(log(23.f));
           ^  

/usr/include/math.h:387:15: 注意：之前的声明在这里

extern double log(double);  
              ^  

生成 1 个错误。

libc++ <algorithm> 不包含<cmath>，所以我改用<random>。否则产生上述内容的来源与您显示的相同。