class 之外的函数重载未见

Question

考虑以下代码片段：

enum class Bar {
    A
};

void foo(Bar) {}

struct Baz {
    void foo() {
        foo(Bar::A);
    }
};

编译失败，gcc 9.2 的消息是：

:12:19: error: no matching function for call to 'Baz::foo(Bar)'
 12 |         foo(Bar::A);
    |

我不怀疑这是一个错误，因为 clang 10 也失败了。关于这种情况，我有两个问题：

标准在哪里定义此类重载的行为？
以这种方式指定编译器行为的可能原因是什么？

live example

Answer 1

在 Baz::foo() 中调用 foo 只会查找 class 中的名字。如果你想使用在 class Baz 之外声明的 foo，你需要使用范围解析运算符，像这样：

enum class Bar {
    A
};

void foo(Bar) {}

struct Baz {
    void foo() {
        ::foo(Bar::A);   // looks up global 'foo'
    }
};

请注意，对 foo 的无范围调用失败，因为在最近的范围内找到了 Bar::foo。如果您以不同的方式命名函数，则在 Bar 中找不到函数，编译器将在外部作用域中查找该函数。

enum class Bar {
    A
};

void foo(Bar) {}

struct Baz {
    void goo() {   // not 'foo'
        foo(Bar::A);  // this is fine, since there is no 'Bar::foo' to find
    }
};

这是 cppreference 对 class 定义的引述。

e) if this class is a member of a namespace, or is nested in a class that is a member of a namespace, or is a local class in a function that is a member of a namespace, the scope of the namespace is searched until the definition of the class, enclosing class, or function. if the lookup of for a name introduced by a friend declaration: in this case only the innermost enclosing namespace is considered, otherwise lookup continues to enclosing namespaces until the global scope as usual.

当然，这只适用于class定义，但是对于成员函数（这是你的例子），它说

For a name used inside a member function body, a default argument of a member function, exception specification of a member function, or a default member initializer, the scopes searched are the same as in [class definition], ...

所以同样的逻辑也适用。

Answer 2

根据不合格名称查找规则，从标准来看，[basic.lookup.unqual]/1,

（强调我的）

In all the cases listed in [basic.lookup.unqual], the scopes are searched for a declaration in the order listed in each of the respective categories; name lookup ends as soon as a declaration is found for the name.

这意味着名称 foo 在 class 范围内找到（即 Baz::foo 本身），然后名称查找停止；全局的将不会被发现并考虑用于稍后发生的重载解决方案。

关于你的第二个问题，函数不能通过不同的范围重载；这可能会导致不必要的混乱和复杂性。考虑以下代码：

struct Baz {
    void foo(int i) { }
    void foo() {
        foo('A');
    }
};

你知道 'A' 会被转换为 int 然后传递给 foo(int)，没关系。如果允许通过作用域重载函数，如果某天某个人或库在全局作用域中添加了一个 foo(char)，代码的行为就会发生变化，这非常令人困惑，尤其是当您不知道添加全球一号。

class 之外的函数重载未见

Function overload outside class not seen

c++

overloading

language-lawyer

name-lookup