命名空间内的运算符重载解析工作答案

【问题标题】：Operator overload resolution work within namespaces命名空间内的运算符重载解析工作
【发布时间】：2014-10-22 21:23:06
【问题描述】：

namespace A{
   struct A{
    inline void operator+(const int B) {};   // 1)
 };
    inline void operator+(const A& a,const int B) {};  // 2)
 }

    inline void operator+(const A::A& a,const int B) {};  // 3)

int main()
{
 A::A a;
 a+1; // compile questions
 return 1;
}

上面的代码可以编译没有任何问题。

但是如果 1) 被注释掉，它会因为 2) 和 3) 中的“'a + 1' 中的 'operator+' 的重载不明确”而编译失败。我可以理解operator+是在class中先搜索的，如果1)没有注释是有原因的，编译没问题。我说的不对吗？

主要问题：如果 1) 被注释，为什么编译器找到了一个匹配的 operator+，它继续找到其他的？我也很好奇应该先找到哪个。（根据How does the operator overload resolution work within namespaces?的信息，我认为应该立即停止）

第二个问题：

namespace A{
   struct A{
    inline void operator+(const long int B) {};   // 4), the input parameter type has been changed to long int
 };
    inline void operator+(const A& a,const int B) {};  // 5)
    void test();
 }

    inline void operator+(const A::A& a,const int B) {};  // 6)

 void A::test()
 {
    A a; // a)
    a+ 1; 
 }


int main()
{
 A::A a;
 a+1;  // b) 
 return 1;
}

由于 4) 和 5) 在 a) 处的编译不明确错误。

由于 4) ,5) 和 6) 在 b) 处的编译不明确错误。

问题 i)

对于a)和b)，为什么编译器已经找到了operator+ with (const long int input parameter type) at 4)，这是struct A中的成员操作符函数，它仍然会继续找出其他的。在我看来，编译器应该停在那里给出类型错误信息。应该和成员函数的入参类型完全匹配的情况一样，停止寻找其他的。

问题 2)

我认为编译器应该在 4) 处停止并给出类型错误信息。在继续的情况下，为什么成员函数重载函数（long int）与具有精确匹配输入参数的非成员具有相同的分辨率排名？在这种情况下，我认为如果编译器决定继续搜索，输入参数完全匹配的非成员情况应该会获胜，这更有意义。

【问题讨论】：

标签： c++ templates namespaces overloading

【解决方案1】：

在 C++ 标准，“13.3.1.2 表达式中的运算符”部分，第 2 点中进行了解释：

如果任一操作数的类型是类或枚举，则可以声明用户定义的操作符函数来实现这个可能需要运算符或用户定义的转换来转换操作数到适合内置运算符的类型。

根据进一步的解释，a+1 将转换为a.operator+(1)（成员函数）或operator+(a,1)（非成员函数）。

第3点解释说：

对于二元运算符@，其左操作数的类型为 cv 非限定版本是 T1 和一个类型的右操作数，其 cv-unqualified版本是T2，三组候选函数，指定会员候选人、非会员候选人和内置候选人，构造如下：

如果 T1 是一个完整的类类型，则成员候选集是 T1::operator@ 的合格查找结果

这解释了为什么在 (1) 处于活动状态时选择它。当您将其注释掉时，候选成员集为空。然后，根据标准中的下一个项目符号：

非成员候选集是在表达式上下文中根据非限定函数调用中名称查找的常用规则，除了所有成员函数都被忽略。

根据这些规则，由于您的表达式在main() 中并且不包含在命名空间中，因此找到了两个候选函数，当然，这对于编译器来说是模棱两可的。

您可以通过main() 中的以下语句轻松消除使用哪个运算符的歧义：

    using A::operator+;

如果您在命名空间 A 中的函数内使用表达式 a+1，则也不会有歧义：

//...your code preceding the main()
namespace A{  // reopen the namespace 
    void f()
    {
        A a;
        a + 1; // version of the namespace is taken first 
    }
}

将首先采用命名空间中定义的运算符（只要 (1) 仍然被注释掉）。

关于第二个问题

第一句话：如果成员函数将使用int 作为参数，就像其他两个函数一样，不会有歧义，并且会像第一个问题一样为两个表达式选择（4）。如果所有三个函数都使用long 作为参数而不是int，也会发生同样的情况。

名称相同但参数不同的事实要求我们更深入地挖掘标准第 13.3.1.2 节中的名称隐藏和重载规则。第 6 点指出：

重载决议的候选函数集是成员候选人、非成员候选人和内置候选人。参数列表包含所有的操作数操作员。候选函数集中的最佳函数是根据 13.3.2 和 13.3.3 选择

13.3.2 是关于可行函数的，即具有相同数量的参数以及参数类型和参数类型之间的隐式转换。

13.3.3 是关于选择最佳可行函数。 "如果恰好有一个可行函数比所有其他可行函数更好，那么它就是通过重载决议选择一个；否则调用格式不正确”。

在 (a) 的情况下，有两个最佳可行函数：有转换的成员函数 (4) 或没有转换的非成员函数，在命名空间 (5) 内（因为 test() 在命名空间中） .因此模棱两可。

在 b) 的情况下，存在三个最佳可行函数：与 (a) 和 (6) 中的相同。但请注意，如果 (6) 使用 long，则不会导致歧义，因为成员函数会获胜。

【讨论】：

首先非常感谢您的解释，我明白您在说什么。你能再客气一点吗？我有一个新问题，从“第二个问题”开始。
我已经编辑了答案以解决第二个问题。总而言之：如果所有人都具有相同的签名，或者如果成员与非成员相比具有不同的签名，则“成员与非成员”原则的处理方式不同。
我完全理解。我不得不大声说：“非常感谢您的帮助”。周末愉快。

【解决方案2】：

在解析对函数 + 的调用时，编译器会执行与参数相关的查找，其中包括一组候选函数的构造和重载解析。候选函数包括成员、非成员和内置候选函数，非成员候选函数包括非限定名称查找找到的所有声明。如果未注释 1，则正常查找限定名称会找到匹配的类成员函数。如果注释了 1，则 ADL 会在与函数参数类型关联的命名空间集中查找。它找到了两个候选函数，它们都是可行的函数并且具有相同的隐式转换序列排名，这导致了模棱两可的重载错误。这里给出同样的例子http://en.wikipedia.org/wiki/Argument-dependent_name_lookup#Criticism

【讨论】：