扩展 std 命名空间被认为是未定义行为的原因是什么？

Question

为什么向 std 命名空间添加名称是未定义的行为？

显而易见的答案是 "because the standard says so," 例如在 C++14 中 [namespace.std] 17.6.4.2.1/1:

The behavior of a C++ program is undefined if it adds declarations or definitions to namespace std or to a namespace within namespace std unless otherwise specified. ...

但是，我真的很想知道这个裁决的原因。我当然可以理解，添加 std 中已有的名称重载可能会破坏行为；但为什么添加新的、不相关的名称会成为问题？

程序已经可以在 std 内部使用宏造成严重破坏，这就是为什么几乎所有标准库实现都必须仅由保留名称组成（双下划线和起始下划线后跟大写字母）对于所有非public部分。

我真的很想知道这样的情况可能会出现问题：

namespace std
{
  int foo(int i)
  { return i * 42; }
}

#include <algorithm>  // or one or more other standard library headers

当这是完全合法且标准库必须应对时：

#define foo %%

#include <algorithm>  // or one or more other standard library headers

此未定义行为的基本原理是什么？

Answer 1

这里有几个原因：

即使 headers 中的名称必须被丑化以避免与宏交互，但实际实现代码的源文件中的名称不存在此要求。如果一个实现确实使用 ::std::foo(int) 作为其实现的一部分，那将违反单一定义规则。
该标准有望增长。如果可以将名称添加到命名空间 std，则添加到标准 C++ 库的任何名称都可能是重大更改。在某种程度上，这已经是正确的，因为任何这样的名称都可以是一个宏，但打破这些名称被认为是可以接受的。
实际上不需要将名称添加到命名空间std：它们可以添加到任意其他命名空间，即，即使上面给出的动机不是特别强烈，也不考虑限制任何形式的物质。 ...并且如果是向命名空间 std 添加名称的原因，它显然确实影响行为。

扩展 std 命名空间被认为是未定义行为的原因是什么？

What are the reasons that extending the std namespace is considered undefined behavior?

c++

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