为什么类成员函数使用相同名称阴影自由函数

Why class member functions shadow free functions with same name?

本文关键字：函数 阴影 自由 成员 为什么      更新时间：2023-10-16

最近我注意到，成员函数在类内完全shadow释放同名函数。我所说的完全是指，所有具有相同名称的自由函数根本不考虑重载解析。我能理解为什么要用这样的东西：

void f();
struct S
{
    void f();
    void g()
    {
        f(); // calls S::f instead of ::f
    }
};

在函数具有相同签名的情况下，其唯一的自然变量作用域以相同的方式工作。但是为什么要禁止自由函数有不同签名的无野心调用呢

void f();
struct S
{
    void f(int x);
    void g()
    {
        f(); // fails to compile attempting to call S::f, which has wrong signature
    }
};

我不是在问如何从类内部调用阴影自由函数。我想知道的是这个设计背后的原理。

对于非限定名称查找，一次只考虑一个作用域，如果在该作用域中的搜索没有产生任何结果，则搜索下一个更高的作用域。在您的情况下，只搜索S的作用域。

但是为什么要禁止自由函数有不同签名的无野心调用呢

问题是名称查找除了名称、标识符之外，什么都不关心。它完全忽略了这样一个事实：你想调用一个函数，它只看到一个标识符。如果你只使用auto x = f;，就会发生相同的名称查找，如果你这样想的话，有很好的理由你只想要一个非常有限的范围来搜索。其他任何事情都会让用户大吃一惊。

有一个特殊的、非常令人惊讶的规则（但它不适用于您的示例）指出，一旦通过名称查找找到类成员名称，就不会搜索任何命名空间范围：

#include <string>
struct C {
    std::string s;
    explicit C (std::string);
    void swap (C& rhs) {
        swap (s, rhs.s); // error: swap is C::swap
    }   
};
void swap (C& lhs, C& rhs) {
    swap (lhs.s, rhs.s); // std::swap(string,string)
}

IMO，这太疯狂了。

但是为什么要禁止自由函数有不同签名的无野心调用呢

名称查找发生在重载解析之前：

  • 如果查找不明确，则不会执行重载解析
  • 如果通过名称查找找不到可行的函数，则不会尝试其他一轮查找

规则足够复杂，重载和名称查找之间没有"反馈"。我建议简化（比如删除成员隐藏名称空间范围名称规则，以及删除不明确的名称查找），而不是复杂化。

我无法提供权威的答案（也许有些人记得Design and Evolution of C++的一句话，或者当时确实是委员会的成员），但我的第一个猜测是，正如你所展示的那样，在某些情况下会完全失败。人们很容易忘记在某个时间有多少东西在范围内。此外，重载解析可能相当复杂，并且可能存在默认参数和转换。因此，在这种情况下，我宁愿拥有最有限的范围，以始终确定确切的名称。

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