C++中::运算符的规则

Question

我认为::运算符可以在访问全局作用域的情况下是一元的。在所有其他情况下，::被视为二元运算符，并且在 N1::N2::N3::n 的情况下，:: 运算符的评估规则等效于以下规则:

((N1::N2)::N3)::n // Error: ::n has not been declared

但是那行代码无法编译。这非常奇怪。标准中没有关于nested-name-specifier评估的任何信息。如果nested-name-specified的评估等同于qualified/unqualified-id，那将是自然的，但标准中没有任何地方说明这一点。所以我们能否假设nested-name-specifier的评估是依赖于实现的？

- user2953119

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标准在定义“限定符号（qualified-id）”下方明确了“嵌套命名指示符（nested-name-specifier）”，而圆括号在该定义中没有涉及。 - Sneftel

@Sneftel 你说得对。但是评估规则呢？ - user2953119

不，我正在寻找后续操作以确定由嵌套名称限定符表示的实体是什么？ - user2953119

没有评估。作用域解析运算符没有优先级和结合性。表达式a::(b::c)与(a::b)::c相对无意义，a::(b + c)也是如此。 - ach

据我所知，((N1::N2)::N3)::n 总是一个语法错误，但例如 (N1::N2)::n 如果存在类型 N1::N2 和全局变量 n，并且 n 可以转换为 N1::N2，那么它实际上可以编译通过！这只是意味着与 N1::N2::n 完全不同的事情。 :) - JohannesD

Answer 1

在 [expr.prim.general] (5.1.1/8-9) 中列出了 :: 的解析规则。它要求后面跟着命名空间/类的名称或命名空间/类成员的名称。不允许使用 ( 和 )。

更具体地，在 [over.oper] (13.5/1) 中，标准定义了 operator-function-id 和 operator 作为以下操作符之一： new, delete, +, -, !, =, ˆ=, &=, <=, >=, (), [], new[], *, <, |=, &&, delete[], /, >, <<, ||, %, +=, >>, ++, ˆ, -=, >>=, --, &, *=, <<=, ,, |, /=, ==, ->*, ∼, %=, !=, ->。 .、.*、:: 和 ?: 在第9条款中被命名为例外，不作为普通的一元或二元操作符。

- Danvil

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如果 :: 左侧表示一个类，则右侧是该类的成员，而不是命名空间的成员。 - ecatmur

Answer 2

作用域解析运算符::是右关联的，这是因为嵌套名称指定符的递归语法是右关联的：

nested-name-specifier:
    ::[opt] type-name ::
    ::[opt] namespace-name ::
    decltype-specifier ::
    nested-name-specifier identifier ::
    nested-name-specifier template[opt] simple-template-id ::

递归评估嵌套名称限定符的适当规则是3.4.3 [basic.lookup.qual]：

1-可将类或命名空间成员或枚举器的名称在双冒号作用域解析运算符（5.1）应用于表示其类、命名空间或枚举器的嵌套名称限定符之后引用。[...]

重要的是，与5.1不同，后者仅讨论限定ID的查找（在5.1.1p8中），3.4.3p1没有限制，因此可以用于递归查找嵌套名称限定符。

也就是说，在以下代码中：

namespace A {
    namespace B {
        struct C {
            struct D {
                static int i;
            };
        };
    }
}
A::B::C::D::i;

A::B::C::D::i被解析为一个限定名(qualified-id)，其中包含递归的嵌套名字指示符(nested-name-specifier) A::B::C::D::、A::B::C::、A::B::和A::。现在，要评估A::B::C::D::i：

• 我们使用5.1.1p8，需要评估A::B::C::D；
• 我们使用3.4.3p1，需要评估A::B::C；
• 我们使用3.4.3p1，需要评估A::B；
• 我们使用3.4.3p1，需要评估A。

现在我们必须找到一个A“表示”一个“类、命名空间或枚举”的意义。在没有更具体的内容的情况下，第3节将我们转到3.4节：

1- 名称查找规则统一适用于所有名称（包括typedef-name(7.1.3)、namespace-name(7.3)和class-name(9.1))，无论语法规则允许在特定规则讨论的上下文中使用这些名称。[...]

A的查找现在按照3.4.1 [basic.lookup.unqual]的规则在特定上下文中进行。由于我们在全局作用域中，应用3.4.1p4，我们在全局作用域中搜索名称A。我们找到命名空间A，并相应地继续评估A::B::C::D::i。

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也就是说，嵌套名字指示符(nested-name-specifier)中的最左边（内部）名称被视为未限定名称进行查找；���下来的名称将根据其内部的嵌套名字指示符(nested-name-specifier)作为限定名称进行查找。

- ecatmur

Answer 3

没有任何实现依赖。你错误地认为它是一个运算符，但它不是。因此，它既不是一元运算符也不是二元运算符，也不形成表达式。由于它不形成表达式，因此这些表达式不会被评估。

- MSalters

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并非完全如此。标准将::称为作用域解析运算符。 - ach

@DmitryFucintv，这取决于您如何定义术语。标准确实称其为运算符。 - ach

它是一个运算符 - 但是在编译时解析的运算符。 - Rob

@MSalters，感谢您的输入，但这是一个有争议的观点。C++'03的确切引用（我目前无法获得C++'11，但我怀疑在这个问题上它不会有所不同）是：“以下运算符不能被重载：. .* :: ?:”。也就是说，从标准的角度来看，这四个都是运算符，尽管具有一些特殊功能：在这种情况下，涉及到运算符重载。 - ach

@AndreyChernyakhovskiy：第9条规定：“未在子条款13.5.3至13.5.7中明确提及的运算符作为遵守13.5.1或13.5.2规则的普通一元和二元运算符。”此外，在第1条中，它将operator定义为我提到的列表，意思是它们模仿函数。关于运算符的其他部分都涉及到这个部分，因此不仅仅是关于重载的问题。 - Danvil