为什么 isnan 模棱两可，如何避免？

Question

由于isnan 可以是宏（在 C++98 中）或在命名空间 std（在 C++11 中）中定义的函数，因此这是编写有效代码的一种明显（也可能是幼稚的）方式这个简单的例子说明了这两种情况

#include <cmath>

int main() {
  double x = 0;
  using namespace std;
  isnan(x);
}

但是，编译它会在 GCC（使用 -std=c++11）和 Clang 中产生错误：

test.cc: In function ‘int main()’:
test.cc:6:10: error: call of overloaded ‘isnan(double&)’ is ambiguous
   isnan(x);
          ^
test.cc:6:10: note: candidates are:
In file included from /usr/include/features.h:374:0,
                 from /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/4.8/bits/os_defines.h:39,
                 from /usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/4.8/bits/c++config.h:426,
                 from /usr/include/c++/4.8/cmath:41,
                 from test.cc:1:
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/mathcalls.h:234:1: note: int isnan(double)
 __MATHDECL_1 (int,isnan,, (_Mdouble_ __value)) __attribute__ ((__const__));
 ^
In file included from test.cc:1:0:
/usr/include/c++/4.8/cmath:626:3: note: constexpr bool std::isnan(long double)
   isnan(long double __x)
   ^
/usr/include/c++/4.8/cmath:622:3: note: constexpr bool std::isnan(double)
   isnan(double __x)
   ^
/usr/include/c++/4.8/cmath:618:3: note: constexpr bool std::isnan(float)
   isnan(float __x)
   ^

为什么这在 C++11 中是模棱两可的，如何让它在 C++98 和 C++11 上都可以工作，最好不用太多的条件编译？

Answer 1

这是错误报告std functions conflicts with C functions when building with c++0x support (and using namespace std) 中记录的libstdc++ 错误，其复制示例与 OP 非常相似：

#include <stdlib.h>
#include <cmath>
#include <stdio.h>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    double number = 0;
    if (isnan(number))
    {
        printf("Nan\n");
    }
    return 0;
}

其中一位 cmets 说：

我不认为这是问题所在，因为 libstdc++ 总是在全局命名空间中声明名称，即使它在 C++03 中无效——我们还没有为 C++0x 更改它（所有这些发生的事情是放宽了标准以反映实际实施的现实）

这可能最终会得到解决，直到那时错误报告中提供的解决方案如下：

通过调用 ::isnan 或 std::isnan 显式限定 isnan

据我所知，使用::isnan 可以工作pre C++11 和in C++11。

当然，这是一个libstdc++ 特定的解决方案，它在libc++ 中看起来也有效，但是如果您需要支持一个编译器，而这不起作用，您可能不得不求助于使用#if/#else。

请注意，正如 M.M 所指出的，将 isnan 标记为 constexpr 是不合格的，这是一个 known issue as well，尽管它不会导致此特定问题。

另请参阅相关错误报告：[C++11] call of overloaded ‘isnan’ is ambiguous 和 Recognize builtins with bool return type。第二部分讨论了可能的libstdc++ 解决方案。

更新

如果您想要 gcc/clang 解决方案，它们看起来都支持__builtin_isnan，请参阅gcc docs on builtins 了解更多信息。另请参阅此 glibc bug report 将 isnan et al 替换为内置函数。

Answer 2

在考虑了一段时间之后，我认为在 C++11 之前根本没有可移植的方式来做到这一点。 C isnan 宏是在 C99 中引入的，但 C++98 和 C++03 基于 C89。因此，如果您依赖 C++98/03 实现来拖入提供 isnan 的 C99 标头（顺便说一句，这是不符合标准的），那么您无论如何都在做出不可移植的假设。

将unsing 指令替换为using 声明然后为您提供以下可移植的C++11 代码（也适用于libstdc++ 的缺陷），并且可能适用于早期实现的双指交叉。 （不管他们提供isnan作为宏还是全局namespace中的函数。）

template <typename T>
bool
my_isnan(const T x)
{
#if __cplusplus >= 201103L
  using std::isnan;
#endif
  return isnan(x);
}

将其包装在自己的函数中似乎使#if 可以接受。

Answer 3

自己制作：

bool isNaN(double x) { 
  return x != x;
}

Answer 4

错误表明您在全局命名空间中有一个 isnan，而在 std 命名空间中有另一个。 “使用命名空间标准；”导致它们之间的歧义。

并不过分优雅，但以下内容可以满足您声明的要求。

// drop 'using namespace std;'

#ifndef isnan
using std::isnan;
#endif

[ 编辑] 以上适用于原始问题中关于避免宏 isnan 和 std::isnan 之间歧义的部分。如果全局命名空间中存在第三个冲突的 ::isnan，那么从技术上讲，以下内容将涵盖它，但这更加丑陋和脆弱。

// drop 'using namespace std;'

#ifndef isnan
#define isnan(x) std::isnan(x)
#endif

[ EDIT #2 ] 回复关于“在 C++98 上编译失败的评论，它没有定义宏（它是全局中的正常函数）命名空间），在 std 命名空间中也没有 isnan(double&) "...这样的东西在理想世界中可能有效。

#ifndef isnan
#if __cplusplus <= 199711L  // c++98 or older
#  define isnan(x) ::isnan(x)
#else
#  define isnan(x) std::isnan(x)
#endif
#endif

然而，在现实世界中，编译器对 __cplusplus 有不同的规则，这些规则非常不一致。有关更一般性的讨论和答案，我将推迟到 how do I make a portable isnan/isinf function。