运算符如何在名称空间中重载解析？

Question

我发现C ++解析运算符重载的奇怪行为，我无法解释自己。 指向描述它的某个资源的指针就像答案一样好。

我有2个翻译单位。 在一个（称为util.cpp / h）中，我声明并定义了两个运算符（我省略了readabilty的实际实现，无论如何都会发生problam）：

// util.h
#ifndef GUARD_UTIL
#define GUARD_UTIL

#include <iostream>

std::istream& operator>>(std::istream& is, const char* str);
std::istream& operator>>(std::istream& is, char* str);
#endif

和：

//util.cpp
#include "util.h"
#include <iostream>

std::istream& operator>>(std::istream& is, const char* str) {
  return is;  
}
std::istream& operator>>(std::istream& is, char* str) {
  return is;  
}

如果在全局命名空间中，这些运算符是因为它们在std类型和内置类型上运行，并且应该可以在任何地方使用。 它们只能从全局命名空间（例如来自main（））或明确地告诉编译器它们在全局命名空间中工作（参见代码示例）。

在另一个翻译单元（称为test.cpp / h）中，我在命名空间中使用这些运算符。 这有效，直到我将类似的运算符放入此命名空间。 一旦添加此运算符，编译器（例如gcc或clang）就不能再找到可行的运算符>>。

// test.h
#ifndef GUARD_TEST
#define GUARD_TEST

#include <iostream>

namespace Namespace {
  class SomeClass {   
    public:
      void test(std::istream& is);
  };

  // without the following line everything compiles just fine
  std::istream& operator>>(std::istream& is, SomeClass& obj) { return is; }; 
}

#endif

和：

//test.cpp
#include "test.h"
#include "util.h"
#include <iostream>

void Namespace::SomeClass::test(std::istream& is) {
  ::operator>>(is, "c"); //works
  is >> "c" //fails
}

为什么编译器在命名空间中没有operator >>但是找不到时会找到正确的运算符？ 为什么运算符会影响编译器找到正确的编译器的能力，即使它具有不同的签名？

解决这个问题的一个尝试是

std :: istream＆operator >>（std :: istream＆is，const char * str）{:: operator >>（is，str）; }

进入命名空间，但链接器抱怨以前的定义。 附加：为什么链接器会找到编译器找不到的东西？

Answer 1

这是一个隐藏名称的问题。 标准说（c ++ 03,3.3.7 / 1）

名称可以通过嵌套声明性区域或派生类（10.2）中相同名称的显式声明来隐藏。

您的案例中的“名称”将是operator>> ，名称空间构成嵌套的声明性区域。

解决这个问题的最简单方法是使用using声明using声明namespace-local operator<< ：

namespace your_namespece {
    std::istream& operator>>(std::istream& is, SomeClass& obj) { return is; }; 
    using ::operator>>;
}

请注意，此功能不会干扰Koenig查找（至少在您的情况下，原则上它可以），因此仍然可以找到std:: IO运算符。

PS：另一种解决这个问题的可能性是将SomeClass的运算符定义为内联friend 。 这些函数在命名空间级别（在“他们的”类之外）声明，但从那里看不到。 它们只能通过Koenig查找找到。

Answer 2

这里有几个问题; 对于初学者，您正在重新定义std::中已存在的全局命名空间中的函数。 但是，您描述的问题是由于名称查找的工作方式。 基本上，在运算符重载的情况下，编译器会执行两次名称查找。 第一个（用于所有符号，不仅仅是运算符）从符号出现的范围开始，向外工作：首先是本地块，然后是类，它的基类（如果有的话），最后是名称空间，到全局命名空间。 这种查找的一个重要特征是它在它找到名称的任何范围内停止：如果它在本地范围内找到一个名称，它就不会查找任何类; 如果它在类中找到一个，它不会查找基类或命名空间，如果它在命名空间中找到一个，则它不会查找任何封闭的命名空间。 就此查询而言，所有重载必须在同一范围内。 第二个查找仅影响函数和运算符重载，并发生在用作参数的类或对象的上下文中; 因此，如果其中一个操作数是标准库中的一个类（或从标准库中的类派生的任何内容），编译器将在std::查找函数，即使使用该符号的上下文不包括std:: 。 您遇到的问题是内置类型（如char* ）并不暗示任何命名空间（甚至不是全局）：给定您的重载，第一个查找将停在第一个operator>>它看到，第二个查找将停止只会查看std:: 。 你的功能都不是。 如果要查找重载运算符，则必须在其某个操作数的范围内定义它。

具体来说，这里：你不能重载std::istream& operator>>( std::istream&, char* ) ，因为它已经在标准库中重载了。 std::istream& operator>>( std::istream&, char const* )是可能的，但我不确定它应该做什么，因为它无法写入第二个操作数。 更一般地说，您应该只为您定义的类型重载此运算符，并且您应该将重载放在与类型本身相同的命名空间中，以便通过上面的第二个查找找到它（称为参数依赖查找或ADL） - 或更早，Koenig查找，发明它的人之后）。

Answer 3

::是全局范围，因此，编译器必须扫描全局命名空间并找到此运算符。 是>>“C”，试图在Namespace中找到operator >>，所以，编译器找到并停止搜索，然后编译器尝试选择需要签名的运算符，如果没有这样的运算符 - 编译器失败。 我想你应该阅读Herb Sutter Exceptional C ++。