关于友元函数定义和命名空间范围

Question

我正在阅读此blog post section，并尝试使用提供的 sn-p。

namespace N {
// 2
class A {
friend void f(A) {} // 1
};
}

如果我理解正确，// 1 中的定义将在// 2 所在的位置注入名称f。 但是，它只能通过依赖于参数的查找获得。很好。

帖子里有一句话引起了我的注意：

7.3.1.2/3 命名空间成员定义 [namespace.memdef]p3

在命名空间中首先声明的每个名称都是该命名空间的成员。如果非本地类中的友元声明首先声明了一个类、函数、类模板或函数模板，则友元是最内层封闭命名空间的成员。友元声明本身不会使名称对非限定查找 (3.4.1) 或限定查找 (3.4.3) 可见。

请注意，没有任何地方声明由朋友声明引入的名称必须与声明和/或定义它的类的名称有任何特定关系，或者与该类有任何特定关系（就此而言)。

据此，我认为以下 sn-p 是有效的：

namespace N {
struct A {
};

struct B {
  friend void f(A) {
}
};

int main() {
  N::A a;
  f(a);
}

但它被 GCC7 和 Clang 4 拒绝。

t.cpp:19:3: 错误：'f' 未在此范围内声明

有趣的是，当我尝试使用 N::B 对象调用 f 时，出现以下错误：

t.cpp:12:6: 错误：无法将“b”从“N::B”转换为“N::A”

这是我的问题：

不应该通过 ADL 检测到 f(A) 吗？由于这两个类都在命名空间中，我不明白为什么会失败。我在标准中查看了关于朋友的部分，但没有找到相关部分。

我想知道f(A) 是在哪个范围内注入的，因为当我尝试通过调用f(B) 给出错误的参数类型时，GCC 能够找到它。

Answer 1

来自cppreference/cpp/language/friend：

在类或类模板X 内的友元声明中首次声明的名称成为X 的最内层封闭命名空间的成员，但不可用于查找（考虑X 的参数相关查找除外）除非在命名空间范围内提供了匹配的声明 - 有关详细信息，请参阅 namespaces。

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来自cppreference/cpp/language/namespace：

由非本地类X 中的友元声明引入的名称成为X 最内层封闭命名空间的成员，但除非在命名空间范围，在类定义之前或之后。这样的名称可以通过 ADL 找到，它同时考虑命名空间和类。

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这与您的示例一致 - f 采用 A，这与封闭类的类型不同。

如果您将示例更改为...

namespace N {
struct A {
};

struct B {
  friend void f(B) {
}
};

int main() {
  N::B b;
  f(b);
}

...它会编译。

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相关标准报价：

$14.3 [class.friend]

类的朋友是一个函数或类，它被授予使用该类的私有和受保护成员名称的权限。 [...]当且仅当该类是非本地类（[class.local]），函数名称是非限定的并且该函数具有命名空间范围时，才能在类的朋友声明中定义函数。 [...] 这样的函数隐含地是一个内联函数。 在类中定义的友元函数在定义它的类的（词法）范围内。在类外定义的友元函数不是（[basic.lookup.unqual]）。