为什么我的日志在std命名空间中？

Question

在下面的代码中，我定义了一个简单的log函数。在main中，我试图不调用它；我调用了std::log。然而，我的log被调用了；我看到屏幕上出现了"log!"。有人知道为什么吗？我使用的是G++ 4.7和clang++ 3.2。

#include <iostream>
#include <cmath>

double log(const double x) { std::cout << "log!\n"; return x; }

int main(int argc, char *argv[])
{
  std::log(3.14);
  return 0;
}

- user2023370

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听起来像是一个严重的编译器错误... - MFH

我可以在Macports下的g++ 4.6上重现这个问题。但在g++ 4.2或4.4中不会发生。 - carlosdc

从这两个链接中，我可以说std::log()函数调用了log()。但是它应该会生成一个错误/警告，指出您的文件重新定义了log或类似的内容。 - Gir

这很有趣。即使在ideone上也可以重现这个问题... http://ideone.com/wSPVF我也想知道这个答案。 - Constantinius

我在ideone中尝试了同样的操作 - 如果您注释掉新的日志函数，它将调用数学日志函数。 - Gir

这句话的意思是：使用命名空间的原因在于不是所有东西都需要放在类中。个人认为除了“main”之外的所有内容都应该放在命名空间中。 - GManNickG

Answer 1

C++标准17.6.1.2第4段（重点在于“我”）：

除了18到30条款和附录D中所述的内容外，每个头文件“cname”的内容应与相应的头文件“name.h”中的内容相同，如C标准库（1.2）或适当的C Unicode TR规定的那样，就好像已经包含一样。然而，在C ++标准库中，声明（除了在C中定义为宏的名称）位于命名空间std的命名空间范围内（3.3.6）。这些名称是否首先在全局命名空间范围内声明，然后通过显式的using-declarations（7.3.3）注入到命名空间std中是未指定的。

g ++使用后一种方式，以便可以重用某些相同的头文件用于C和C ++。因此，允许g ++在全局命名空间中声明和定义double log（double）。

第17.6.4.3.3节第3和4段：

标准C库中具有外部链接的每个名称都保留给实现程序，以用作具有extern "C"链接的名称，既适用于命名空间std也适用于全局命名空间。

标准C库中具有外部链接的每个函数签名都保留给实现程序，以用作具有extern "C"和extern "C++"链接的函数签名，或者作为全局命名空间中的命名空间范围的名称。

在17.6.4.3段第2段顶部：

如果程序在上下文中声明或定义保留名称，除非明确允许本节，否则其行为未定义。

而您则不能以任何方式声明或定义::log。

很遗憾，g++工具链没有提供任何错误消息。

- aschepler

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“C++标准”指的是C++11标准（N3337）；17.6.1.2的符号名称为“[headers]”，而17.6.4.3的符号名称为“[reserved.names]”。 - M.M

Answer 2

我猜测，std::log 只是简单地委托给了::log。不幸的是，::log 只提供了一个 float 重载，而您提供了一个 double 重载，使您的更匹配。但我仍然不明白它如何被考虑在重载集中。

- Puppy

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需要使用<cmath>库来提供log(double)函数。 - aschepler

我本来期望在MSVC10上也会出现同样的情况，但是最终确实在链接时出现了重复符号错误，但只有在3或4次重建后才出现。 - Captain Obvlious

@aschepler: <cmath>是必须提供double std::log(double)的（我强调命名空间是因为它现在很重要）。标准要求它们在::std命名空间中，每个实现可以自由地将它们定义在全局命名空间中，如果他们选择这样做的话。 - Cornstalks

@DeadMGпјҡдҪ жҳҜдёҚжҳҜжҢҮCеә“еҮҪж•°::logжҸҗдҫӣдәҶdoubleеҸӮж•°зұ»еһӢпјҹиҖҢжҸҗдҫӣfloatзұ»еһӢзҡ„жҳҜ::logfгҖӮ - Cornstalks

Answer 3

在libstdc++的cmath中，您会看到这个：

using ::log;

因此，它从全局命名空间引入math.h函数到std中。不幸的是，您为double log(double)提供了一个实现，因此链接器将不使用math库中的实现。所以libstdc++中绝对存在一个错误。

编辑：我认为这是libstdc++中的一个错误，因为当您明确要求使用std :: 版本时，std :: log 不应受到与C库的干扰。当然，这种覆盖标准库函数的方法是C语言的一种旧“特性”。

编辑2：我发现标准实际上并没有禁止从全局命名空间中引入名称到std中。因此并非错误，只是实现细节的结果。

- DanielKO

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“using”声明应该只导入在该点可见的声明，我认为这意味着稍后声明的函数不应以这种方式被导入。 - bames53

我编辑了我的回答，标准允许这种实现方式，首先声明math.h函数，然后将“double”版本引入std。 - DanielKO

Answer 4

在C++中，编译器可以在全局命名空间中实现C库并委托给它（这是实现定义的）。

引用块：

除了第18到30条和附录D中注明的内容外，每个头文件cname的内容应与相应的头文件name.h的内容相同，如C标准库（1.2）或C Unicode TR所指定的那样，在C++标准库中，声明（除了在C中定义为宏的名称）在namespace std的命名空间范围内（3.3.6）。然而，未指定这些名称是否首先在全局命名空间范围内声明，然后通过显式using-declarations注入到namespace std中（7.3.3）。

一般来说，我会避免使用与C标准库具有相同签名的函数。 C ++标准确实赋予编译器使用这些签名的自由，这意味着如果您尝试使用相同的签名，则可能会与编译器作斗争。因此，您会得到奇怪的结果。

我认为会出现链接器错误或警告，并且我认为值得报告此问题。

[编辑]

哇，快极了。

- Cornstalks

Answer 5

因为你在全局命名空间中覆盖了它。如果你不想转向更安全、更清洁的语言，比如Nim，使用命名空间可以避免这种危险。

命名空间演示的正确使用：

#include <iostream>
#include <cmath>  // Uses ::log, which would be the log() here if it were not in a namespace, see https://dev59.com/Kmct5IYBdhLWcg3wsPd5

// Silently overrides std::log
//double log(double d) { return 420; }

namespace uniquename {
    using namespace std;  // So we don't have to waste space on std:: when not needed.

    double log(double d) {
        return 42;
    }

    int main() {
        cout << "Our log: " << log(4.2) << endl;
        cout << "Standard log: " << std::log(4.2);
        return 0;
    }
}

// Global wrapper for our contained code.
int main() {
    return uniquename::main();
}

输出：

Our log: 42
Standard log: 1.43508

- Cees Timmerman