c++ - 这个模板函数是在哪里生成的呢？可以通过 g++ 编译，但不能在 Visual Studio 中编译

Question

以下代码无法在我的 Visual Studio 2019 中编译。但是如果我删除 >> 的第一个重载，它就会编译。

代码可以通过 g++ 编译，这让我很困惑。我猜这是关于编译器生成模板函数的不同位置？

错误消息:错误 C2679:二进制“>>”:找不到采用 'std::vector<int,std::allocator<_T>>' 类型的右侧操作数的运算符

#include <iostream>
#include <vector>
typedef std::vector<int> Mon;  // ordered
typedef std::vector<Mon> Poly;  // ordered

class A {};

// It would compile successfuly if this function is removed
std::istream& operator>>(std::istream& sin, A& a)
{
    return sin;
}

template <typename Container>
void load(std::istream& sin, Container& cont)
{
    typename Container::value_type n;
    sin >> n;
}

std::istream& operator>>(std::istream& sin, Mon& mon)
{
    load(sin, mon);
    return sin;
}

std::istream& operator>>(std::istream& sin, Poly& poly)
{
    load(sin, poly);
    return sin;
}

int main()
{
    return 0;
}

Answer 1

根本问题是全局命名空间中的这个函数签名:

std::istream& operator>>(std::istream& sin, std::vector<int>& mon);

无法通过参数相关查找找到。由于所有参数都在 std 中，ADL 仅搜索 std而不是全局命名空间。
为了避免此类问题，您可以遵循一条经验法则:不要以 ADL 找不到它们的方式重载运算符。 (推论:你不应该尝试让 vector<Foo> v; cin >> v; 工作)。

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首先，请注意语法 sin >> n翻译为执行 operator>>(sin, n)和sin.operator>>(n)并结合所有结果，as described in full here .

问题中的代码与 this question 非常相似我将总结那里的最佳答案的发现。

对于此功能:

template <typename Container>
void load(std::istream& sin, Container& cont)
{
    typename Container::value_type n;
    sin >> n;
}

特别是当查找 operator>>(sin, n) 时发生了，operator>>是一个依赖名称，因为它是参数类型取决于模板参数的函数调用的名称。

当名称查找应用于依赖函数名称时(引用:[temp.dep.candidate])，规则为:

1. 考虑模板定义时可见的任何函数声明。
2. 考虑 ADL 在实例化时找到的任何函数声明。
3. 如果有extern程序中其他地方定义的函数如果在实例化时具有可见声明，则 ADL 会发现这些函数，并且这些额外的声明会影响重载解析，则程序具有未定义的行为(无需诊断)。<

(注意:我的这个答案的第一个版本错误地引用了规则 3，因此得出了错误的结论):

所以查找sin >> n从调用 load(sin, mon); 实例化成功是因为成员函数 std::istream::operator>>(int&)被发现。 (搜索还找到了 A& 版本，但重载解析选择了成员函数)。

查找 sin >> n 时出现问题实例化load(sin, poly); 。

根据规则 1，operator>>(std::istream&, A&)被发现。 (这个函数稍后会被重载解析丢弃，但在这个阶段我们只是执行名称查找)。

根据规则2，ADL命名空间列表为:std 。所以这一步会找到std::operator>> (各种重载)，但不是::operator>>(istream&, Mon&);因为它不在命名空间 std 中.

规则 3 不适用，因为 namespace std 中没有任何重载。它将接受 Mon .

所以正确的行为是:

• 由于与 sin >> n 不匹配，发布的代码应该会编译失败。实例化时load(sin, poly); .
• 标记为 It would compile successfully if this function is removed 的行实际上应该没有区别；由于同样的原因，代码仍应编译失败。

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结论:在我看来:

• clang 8.0.0 行为正确。
• msvc 正确拒绝发布的代码，但错误地接受修改后的版本。
• gcc 9.1.0 错误地接受这两个版本；

我注意到，如果我们更改 operator>>至bar和sin >> n至bar(sin, n);那么 gcc 和 msvc 正确地拒绝这两个版本。 gcc 甚至给出了与 clang 非常相似的错误消息。

所以我推测该错误可能是 overloaded operator name lookup rules 的错误应用-- 与非操作符名称略有不同，但与此代码示例没有任何关系。

有关这些规则的基本原理和 MSVC 行为的深入文章，请参阅 this excellent article .