不同编译器之间的名称查找不一致

Question

首先，请随意为这个问题提出更好的标题。

考虑以下程序：

#include <numeric>
namespace N { class C {}; }
int operator+( int i, N::C ) { return i+1; }
int main() {
     N::C a[10];
     std::accumulate( a, a+10, 0 );
} 

g++5.4.0：编译成功（见现场演示here）

clang++3.8.0（见现场演示here）

错误：

In file included from source_file.cpp:3:
/usr/include/c++/v1/numeric:75:25: error: invalid operands to binary expression ('int' and 'N::C')
        __init = __init + *__first;
                 ~~~~~~ ^ ~~~~~~~~
source_file.cpp:8:11: note: in instantiation of function template specialization 'std::__1::accumulate<N::C *, int>' requested here
     std::accumulate( a, a+10, 0 );
          ^
/usr/include/c++/v1/iterator:640:1: note: candidate template ignored: could not match 'reverse_iterator<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
operator+(typename reverse_iterator<_Iter>::difference_type __n, const reverse_iterator<_Iter>& __x)
^
/usr/include/c++/v1/iterator:1044:1: note: candidate template ignored: could not match 'move_iterator<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
operator+(typename move_iterator<_Iter>::difference_type __n, const move_iterator<_Iter>& __x)
^
/usr/include/c++/v1/iterator:1400:1: note: candidate template ignored: could not match '__wrap_iter<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
operator+(typename __wrap_iter<_Iter>::difference_type __n,
^
1 error generated.

Microsoft Visual C++19.00.23506（见现场演示here）

错误：

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(20): error C2672: 'operator __surrogate_func': no matching overloaded function found
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(30): note: see reference to function template instantiation '_Ty std::_Accumulate<_Iter,_Ty,_Fn2>(_InIt,_InIt,_Ty,_Fn2)' being compiled
        with
        [
            _Ty=int,
            _Iter=N::C *,
            _Fn2=std::plus<void>,
            _InIt=N::C *
        ]
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(38): note: see reference to function template instantiation '_Ty std::accumulate<_InIt,_Ty,std::plus<void>>(_InIt,_InIt,_Ty,_Fn2)' being compiled
        with
        [
            _Ty=int,
            _InIt=N::C *,
            _Fn2=std::plus<void>
        ]
source_file.cpp(8): note: see reference to function template instantiation '_Ty std::accumulate<N::C*,int>(_InIt,_InIt,_Ty)' being compiled
        with
        [
            _Ty=int,
            _InIt=N::C *
        ]
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(20): error C2893: Failed to specialize function template 'unknown-type std::plus<void>::operator ()(_Ty1 &&,_Ty2 &&) const'
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(20): note: With the following template arguments:
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(20): note: '_Ty1=int &'
C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC\INCLUDE\numeric(20): note: '_Ty2=N::C &'

    Error(s):
    In file included from source_file.cpp:3:
    /usr/include/c++/v1/numeric:75:25: error: invalid operands to binary expression ('int' and 'N::C')
            __init = __init + *__first;
                     ~~~~~~ ^ ~~~~~~~~
    source_file.cpp:8:11: note: in instantiation of function template specialization 'std::__1::accumulate<N::C *, int>' requested here
         std::accumulate( a, a+10, 0 );
              ^
    /usr/include/c++/v1/iterator:640:1: note: candidate template ignored: could not match 'reverse_iterator<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
    operator+(typename reverse_iterator<_Iter>::difference_type __n, const reverse_iterator<_Iter>& __x)
    ^
    /usr/include/c++/v1/iterator:1044:1: note: candidate template ignored: could not match 'move_iterator<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
    operator+(typename move_iterator<_Iter>::difference_type __n, const move_iterator<_Iter>& __x)
    ^
    /usr/include/c++/v1/iterator:1400:1: note: candidate template ignored: could not match '__wrap_iter<type-parameter-0-0>' against 'N::C'
    operator+(typename __wrap_iter<_Iter>::difference_type __n,
    ^
    1 error generated.

这个程序在英特尔 C++ 编译器上编译也没有任何错误。

那么，问题是这里有哪些编译器？这段代码格式不正确吗？标准对此有何规定？

Answer 1

就像 John Zwinck 所说，将运算符放入 namespace N。原因是 ADL 只考虑相关类的最内层命名空间。

来自[basic.lookup.argdep]/2，强调我的：

对于函数调用中的每个参数类型 T，都有一组零 或多个关联的命名空间和一组零个或多个关联的 要考虑的类。命名空间和类的集合是 完全由函数参数的类型（以及 任何模板模板参数的命名空间）。 Typedef 名称和 用于指定类型的 using-declarations 对此没有贡献 放。命名空间和类的集合在 以下方式：

• [...]
• 如果 T 是类类型（包括联合），则其关联的类是：类本身；它所属的类别(如有的话)；及其 直接和间接基类。 其关联的命名空间是 其关联类的最内层封闭命名空间。 此外，如果 T 是类模板特化，则其相关联的 命名空间和类还包括：命名空间和类 与提供的模板参数的类型相关联 模板类型参数（不包括模板模板参数）；这 任何模板模板参数都是其成员的命名空间；和 任何成员模板用作模板模板的类 参数是成员。 [ 注意：非类型模板参数不 为一组关联的命名空间做出贡献。 — 尾注 ]

如果该命名空间是内联命名空间，则只有一个特殊例外。

如果关联的命名空间是内联命名空间，则其封闭 命名空间也包含在集合中。如果关联的命名空间 直接包含内联命名空间，那些内联命名空间也是 包含在集合中。

因此，ADL 不应找到您的 operator+，因此不应参与 std::accumulate 内的重载决议。

Answer 2

如果将 operator+ 放入命名空间 N 就可以了。通常应该这样做，因为这样 ADL 可以帮助您解析运算符。

Clang 5 甚至明确告诉您应该这样做。

您可能认为 ADL 将导致在全局命名空间中查找，因为其中一个参数是 int。但事实并非如此，因为：

1) 对于基本类型的参数，相关的命名空间和类集是空的

也就是说，int 这样的类型不会导致 ADL 在全局命名空间中查找您的运算符。

请看这里：http://en.cppreference.com/w/cpp/language/adl