為什么 C++ 需要范圍解析運算符？

Question

（我知道范圍解析運算符的作用，以及如何以及何時使用它。）

為什么 C++ 有::運算符，而不是使用. 運營商為此目的？ Java 沒有單獨的運算符，並且工作正常。 C++ 和 Java 之間是否存在一些差異，這意味着 C++ 需要單獨的運算符才能進行解析？

我唯一的猜測是::出於優先級原因需要，但我想不出它為什么需要比 . 等更高的優先級. . 我能想到的唯一情況是這樣的

a.b::c;

將被解析為

a.(b::c);

，但我想不出這樣的語法在任何情況下都是合法的。

也許這只是“他們做不同的事情，所以他們可能看起來不同”的情況。 但這並不能解釋為什么::的優先級高於. .

Answer 1

因為 C++ 標准委員會中的某個人認為允許這段代碼工作是個好主意：

struct foo
{
  int blah;
};

struct thingy
{
  int data;
};

struct bar : public foo
{
  thingy foo;
};

int main()
{
  bar test;
  test.foo.data = 5;
  test.foo::blah = 10;
  return 0;
}

基本上，它允許成員變量和派生類類型具有相同的名稱。 當他們認為這很重要時，我不知道有人在吸煙。 但它就在那里。

當編譯器看到. ，它知道左邊的東西一定是一個對象。 當它看到::時，它必須是類型名或命名空間（或者什么都不是，表示全局命名空間）。 這就是它解決這種歧義的方法。

Answer 2

為什么 C++ 不使用. 它使用::的地方是因為這是語言的定義方式。 一個可能的原因是，使用語法::a來引用全局命名空間，如下所示：

int a = 10;
namespace M
{
    int a = 20;
    namespace N
    {
           int a = 30;
           void f()
           {
              int x = a; //a refers to the name inside N, same as M::N::a
              int y = M::a; //M::a refers to the name inside M
              int z = ::a; //::a refers to the name in the global namespace

              std::cout<< x <<","<< y <<","<< z <<std::endl; //30,20,10
           }
    }
}

在線演示

我不知道Java如何解決這個問題。 我什至不知道在 Java 中是否有全局命名空間。 在 C# 中，您使用語法global::a來引用全局名稱，這意味着即使 C# 也有::運算符。

---

但我想不出這樣的語法在任何情況下都是合法的。

誰說像ab::c這樣的語法不合法？

考慮這些類：

struct A
{
    void f() { std::cout << "A::f()" << std::endl; }
};

struct B : A
{
    void f(int) { std::cout << "B::f(int)" << std::endl; }
};

現在看到這個（ ideone ）：

B b;
b.f(10); //ok
b.f();   //error - as the function is hidden

bf()不能這樣調用，因為該函數是隱藏的，並且 GCC 會給出以下錯誤消息：

error: no matching function for call to ‘B::f()’

為了調用bf() （或者更確切地說A::f() ），您需要范圍解析運算符：

b.A::f(); //ok - explicitly selecting the hidden function using scope resolution

在 ideone 演示

Answer 3

為什么 C++ 有 :: 運算符，而不是使用 . 運營商為此目的？

原因由 Stroustrup 本人給出：

在帶有類的 C 中，點用於表示類的成員資格以及表示對特定對象成員的選擇。

這是造成一些輕微混淆的原因，也可以用來構建模棱兩可的例子。 為了緩解這種情況，引入了::來表示類的成員資格和. 專門為對象的成員資格而保留

（Bjarne Stroustrup A History of C++: 1979−1991 page 21 - § 3.3.1）

此外，這是真的

他們做不同的事情，所以他們可能看起來不同

的確

在N::m中， N和m都不是帶值的表達式； N和m是編譯器已知的名稱， ::執行（編譯時）范圍解析而不是表達式評估。 可以想象允許 x::y 重載，其中 x 是一個對象而不是名稱空間或類，但這將 - 與第一次出現相反 - 涉及引入新語法（以允許expr::expr ）。 目前尚不清楚這種並發症會帶來什么好處。

運算符. (dot) 原則上可以使用與->相同的技術進行重載。

（Bjarne Stroustrup 的C++ 風格和技術常見問題解答）

Answer 4

與 Java 不同，C++ 具有多重繼承。 這是一個示例，您正在談論的那種范圍解析變得很重要：

#include <iostream>
using namespace std;
struct a
{
    int x;
};
struct b
{
    int x;
};
struct c : public a, public b
{
    ::a a;
    ::b b;
};
int main() {
    c v;
    v.a::x = 5;
    v.a.x = 55;
    v.b::x = 6;
    v.b.x = 66;
    cout << v.a::x << " " << v.b::x << endl;
    cout << v.a.x << " " << v.b.x << endl;
    return 0;
}

Answer 5

我一直認為 C++ dot/:: 用法是一種風格選擇，以使代碼更易於閱讀。 正如 OP 所寫的那樣“他們做不同的事情，所以看起來應該不同。”

從很久以前的 C++ 到 C#，我發現只使用點令人困惑。 我習慣於看到A::doStuff(); B.doStuff(); ，並且知道第一個是命名空間中的常規函數​​，第二個是實例 B 上的成員函數。

C++ 可能是我在 Basic、匯編、Pascal 和 Fortran 之后的第五種語言，所以我不認為它是第一語言綜合症，我現在更像是一名 C# 程序員。 但是，恕我直言，如果您同時使用了兩者，那么命名空間的 C++ 樣式雙冒號會更好讀。 我覺得 Java/C# 為兩者都選擇了點來（成功地）緩解學習曲線的前端。

Answer 6

只是為了回答有關運算符優先級的問題的最后一點：

class A {
public:
  char A;
};

class B : public A {
public:
  double A;
};

int main(int c, char** v)
{
  B myB;
  myB.A = 7.89;
  myB.A::A = 'a';
  // On the line above a hypothetical myB.A.A
  // syntax would parse as (myB.A).A and since
  // (myB.A) is of type double you get (double).A in the
  // next step. Of course the '.' operator has no
  // meaning for doubles so it causes a syntax error. 
  // For this reason a different operator that binds
  // more strongly than '.' is needed.
  return 0;
}

Answer 7

作用域解析運算符(::) 用於定義類外部的函數，或者當我們想要使用全局變量但也有同名的局部變量時。