c++ - 为什么 clang 找不到在调用站点之前声明的函数？

Question

我想为 simd 类型提供一些 sqrt 包装函数，这样它们就可以从模板中与 std::sqrt 一起使用。

现在我遇到了问题，它们不知何故不可见。只能使用 std 中定义的。

这是代码的高度简化部分:

#include <cmath>
#include <pmmintrin.h>

using float_simd = __m128;
using double_simd = __m128d;

float_simd sqrt(float_simd a) { return _mm_sqrt_ps(a); }
double_simd sqrt(double_simd a) { return _mm_sqrt_pd(a); }

template <typename T>
void do_fancy(T val) 
{
    using std::sqrt;
    auto ret = sqrt(val);
    (void)ret;
}

int main() {
    double testDouble = 1.0; 
    float testFloat = 1.0f;
    double_simd testSimdDouble;
    float_simd testSimdFloat;
    do_fancy(testDouble);
    do_fancy(testFloat);
    do_fancy(testSimdDouble);
    do_fancy(testSimdFloat);
    return 0;
}

现在 clang 给出了这个:

main.cpp:14:16: error: call to function 'sqrt' that is neither visible in the template definition nor found by argument-dependent lookup
    auto ret = sqrt(val);
               ^
main.cpp:25:5: note: in instantiation of function template specialization 'do_fancy<__attribute__((__vector_size__(2 * sizeof(double)))) double>' requested here
    do_fancy(testSimdDouble);
    ^
main.cpp:8:13: note: 'sqrt' should be declared prior to the call site
double_simd sqrt(double_simd a) { return _mm_sqrt_pd(a); }
            ^
main.cpp:14:16: error: call to function 'sqrt' that is neither visible in the template definition nor found by argument-dependent lookup
    auto ret = sqrt(val);
               ^
main.cpp:26:5: note: in instantiation of function template specialization 'do_fancy<__attribute__((__vector_size__(4 * sizeof(float)))) float>' requested here
    do_fancy(testSimdFloat);
    ^
main.cpp:7:12: note: 'sqrt' should be declared prior to the call site
float_simd sqrt(float_simd a) { return _mm_sqrt_ps(a); }
           ^

它说，simd sqrt 函数“应该在调用点之前声明”，但我认为它们是。

我做了一个网络搜索，但不幸的是我只找到了调用和声明顺序实际上是错误的情况。

我刚刚注释掉了 using std::sqrt 并且一切正常。我不明白...它现在如何找到 std::sqrt 的？

我在 macOS 上使用来自自制软件的 clang 3.9.1。

Answer 1

using std::sqrt;添加 sqrt 的声明在函数体中，因此函数的名称查找会找到该声明，而不会考虑封闭范围内函数体之外的声明。

这是一种“名称隐藏”形式，它是 C++ 的一个属性，其中一个作用域中的名称“隐藏”外部作用域中具有相同名称的实体。发生这种情况是因为编译器从最内层的范围开始并查找名称，然后只有在没有匹配项时才尝试封闭范围，如此直到它到达最外层(即全局)范围。因此，一旦在给定范围内找到一个或多个匹配项，它就会停止搜索名称，并且不会看到外部范围内的匹配名称。

在您的代码中名称 sqrt通过引用 std::sqrt 的 using 声明在函数体中声明功能。名称查找从该函数主体的范围开始，找到一个匹配项，而不是在周围的命名空间中查找。

你需要做的:

using std::sqrt;
using ::sqrt;

这意味着两组重载(您在全局命名空间中定义的那些，以及在命名空间 <cmath> 中定义的 std header )都在函数范围内声明，并且都可以通过名称查找找到.现在编译器将在函数范围内找到所有这些重载，并且重载解析将根据参数类型选择最佳重载。

另一种选择是移动 using std::sqrt using-declaration 到全局命名空间，而不是在函数体中。这将添加 std::sqrt到全局命名空间，所以它不会隐藏你自己的 sqrt过载。如果函数体中没有 using 声明，最内层的作用域将没有匹配项，因此编译器将查找封闭作用域，即全局命名空间。在该范围内，它会找到所有重载，并且重载解析将选择最佳的。

另一种选择是替换 <cmath>与 <math.h>并删除 using std::sqrt; .这将确保 sqrt 的标准库版本在全局命名空间而不是命名空间 std 中声明，因此您不需要 using std::sqrt;才能称之为不合格。

正如您在下面的评论中指出的那样，如果您只是注释掉 using-declaration，它也可能会起作用，但是这不可移植并且不能保证起作用。它恰好适用于您使用的编译器，因为 <cmath>声明 std::sqrt 和 ::sqrt (所以它相当于在全局命名空间中使用 using std::sqrt;)，但并非所有编译器都这样做。保证你得到::sqrt在全局命名空间中，您应该放置 using std::sqrt;在全局命名空间中或包含 <math.h> .