C++中是否保留了C标准库的符号？

Question

这是对另一个问题的后续。

原问题存在其他问题，但我不得不意识到主要问题（根据CLang）是在仅使用好的C++包含文件的情况下将time重新定义为另一个符号。

因此，这里有一个简化版本：

#include<iostream>

using std::cout;
using std::endl;

class time
{
public:
    int h, min, sec;
};

const int full = 60;

void canonify(time& pre)     // Error here (line 14)
{
    pre.min += pre.sec / full;
    pre.h += pre.min / full;
    pre.sec %= full;
    pre.min %= full;
}
int main()
{
    time a;                  // and here (line 23)
    a.h = 3;
    a.min = 128;
    a.sec = 70;
    canonify(a);
    cout << a.h << ":" << a.min << ":" << a.sec << endl;
}

当然，将time替换为不同的符号或使用struct time就足以解决问题。换句话说，我的问题并不是如何使代码运行，而只是我们是否必须将来自C库的符号视为C ++中的保留标记。 Clang 11（在MSVC19上）会出现错误：

1>ess.cpp(14,15): error : must use 'class' tag to refer to type 'time' in this scope
1>...\ucrt\time.h(518,42): message : class 'time' is hidden by a non-type declaration of 'time' here
1>ess.cpp(23,5): error : must use 'class' tag to refer to type 'time' in this scope
1>...\ucrt\time.h(518,42): message : class 'time' is hidden by a non-type declaration of 'time' here

那么问题是：C++标准在何处禁止在编译单元中未明确包含的情况下自由使用来自C标准库的符号？

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有趣的是，同样的代码（一旦被翻译...）在C中可以正常工作：

#include <stdio.h>

//
typedef struct 
{
    int h, min, sec;
}time;
//
const int full = 60;
//
void canonify(time* pre)
{
    pre->min += pre->sec / full;
    pre->h += pre->min / full;
    pre->sec %= full;
    pre->min %= full;
}
int main()
{
    time a;
    a.h = 3;
    a.min = 128;
    a.sec = 70;
    canonify(&a);
    printf("%d:%d:%d\n", a.h, a.min, a.sec);
    return 0;
}

- Serge Ballesta

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这似乎是一个重复的问题，但我不确定是否可以使用我的“重复”工具。 - bolov

全局命名空间中标识符很杂乱。Titus Winters 称之为“荒野”。你的代码并不禁止使用来自 C 标准库的全局命名空间中的符号。包括 C++ 封装的 C 头文件并不必须在全局命名空间中提供 C 符号（但大多数都会这样做——大多数，但并非全部），无论如何它们都是“保留”的。 - Eljay

@bolov：确实是同样的问题。但是“语言律师”标签要求回答必须精确参考标准。不过我必须承认，如果我先看到了另一个问题，我就不会问这个问题了;-) - Serge Ballesta

FYI，std::endl 在这里完全是多余的。从 main 返回将刷新 std::cout。通常情况下，在打印 '\n' 时无需强制刷新 - 在 stdout 是 TTY 的情况下，cout 通常已经是行缓冲的，因此不需要额外操作。 - Peter Cordes

你的 C 代码之所以能够正常工作，是因为 C 标准禁止 C 标准库头文件（除了一小部分有文档说明的例外情况）相互包含（或表现得好像它们相互包含），而 C++ 标准允许 C++ 标准库头文件相互包含。因此，iostream 可以并且确实从 ctime 中公开符号，但是 stdio.h 在编译为 C 时可能不会从 time.h 中公开符号。 - zwol

@bolov：确实如此-两个问题都没有标记为C++标准，而这是需要精确标准参考的问题。特别是，所提出的重复问题将基于C++14，而我们现在已经有了C++20。 - MSalters

Answer 1

[extern.names]

3 C标准库中使用外部链接声明的每个名称，都保留给实现使用作为具有“C”外部链接的名称，既在std命名空间中，也在全局命名空间中。

请注意，该段落保留了名称本身。 因此，在全局命名空间中别名time会违反此约定。

- StoryTeller - Unslander Monica

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解决方法是在自己的命名空间中包装您自己的“时间”对象。 - Eljay

在此条件下，您不能为其使用C语言链接。 - StoryTeller - Unslander Monica

除了那个命名空间、main函数和跨语言接口之外，每次声明都应该这样做。 - eerorika

谢谢，我找不到那个参考资料。但是C标准库中的符号数量非常大，我认为许多程序员可能不会全部掌握... - Serge Ballesta

@SergeBallesta - 谨慎使用命名空间可以避免问题，正如先前提到的那样。至少在C++中你有后路。C语言也基本上是这样做的，但依赖于约定而不是语言机制来避免冲突。 - StoryTeller - Unslander Monica

Answer 2

C++标准在哪里禁止自由使用C标准库的符号？

最新草案：

[extern.names]： C标准库中每个具有外部链接性声明的名称都被保留给实现，以便用作在std命名空间和全局命名空间中具有extern "C"链接的名称。

C标准库中每个具有外部链接性声明的函数签名都被保留给实现，以便用作具有extern "C"和extern "C++"链接的函数签名或全局命名空间中的名称。

当它们未在编译单元中明确包含时呢？

如果您使用标准库，则标准库的所有名称保留都会生效。

如果您包括任何标准头文件（或者任何确切内容不受您控制，因此可能包含标准头文件的头文件），则您可能会间接包含其他标准头文件，包括从C继承的头文件。

- eerorika