c++ - 当用作模板参数时，C++编译器不区分类型和函数名称

Question

我已经使用g++和clang++尝试了以下代码。两者都无法区分foo主体中的foo类型和函数名称foo。为什么会这样呢？ C++标准是否要求这样做？编译器是否应该至少同时尝试两者？

enum foo {
    FOO = 0,
    BAR,
    BAZ
};

class Bar {
    public:

    foo foo () const
    {
        // does not compile if I write static_cast<foo>(...)
        return static_cast< ::foo>(m_bar);
    }

    int m_bar;
};

int main ()
{
    Bar bar;
    bar.m_bar = 0;
    foo foo_bar = bar.foo(); 
    return 0;
}

我可以将 ::foo替换为 enum foo，它将编译得很好。但是，如果我将 enum foo {...}更改为 typedef enum _foo {...} foo，则仍然存在相同的问题( http://ideone.com/d1GiO)。

Answer 1

在C和C++(继承)中，有两个单独的标识符空间:一个用于通用符号，包括变量，函数...，另一个用于用户定义类型(枚举，结构)。 typedef表达式在通用标识符空间内为用户定义的类型创建别名。

因为标识符空间是分开的，所以即使在相同的上下文中，该语言也允许您定义具有相同名称的函数和类型:

enum foo { no, yes };
void foo() {}

在C语言中，您被迫明确地在用户定义的类型空间中限定标识符，因此在上一个示例中，要使用 foo类型，您必须执行 enum foo:

void foo( enum foo ) {} 

现在， typedef在全局标识符空间中创建了一个别名，因此，使用typedef可以无限制地逃脱:

typedef enum bar { no, yes } bar;
void foo( bar ) {}                     // uses the typedef

随着时间的推移，使用C++ [*]，两个标识符空间仍在该语言中，已改变的是查找规则。在全局标识符空间中查找标识符时(即，没有前面的 enum， struct或 class关键字，并且在允许使用非类型的上下文中)，编译器将从最内部的范围开始搜索到外部的范围，并且对于每个作用域，它将首先在全局标识符空间中查找，如果在那里找不到任何内容，则还将在用户定义的类型中查找。这就是 enum， struct或 class可选的原因。在大多数情况下，就是这样。

在您的特定情况下，您正在做的一些事情可能会使结果令人惊讶。首先，您有一个声明，该声明使用相同的标识符来引用两个不同的事物。这很好，因为在到达函数名称之前，唯一的 foo实体是 enum:

foo         // No need for 'enum', at this point function 'foo' is not declared
foo();      // No collision, this is 'foo' in global id space, not 'enum foo'

现在，在 Bar::foo内部，如果单独使用 foo，它将开始在函数范围内查找，在此范围内什么也找不到。然后它将移至 Bar类范围，在该范围中将看到存在 foo函数，并且查找将在那里停止。请注意，是否为枚举器使用typedef都没有任何区别，因为在离开 Bar类之前(因此可能在 namespace 级别找到任何一个标识符之前)，查找将停止。

如您所述，如果添加 enum关键字，那么突然您会更改规则。现在，您正在寻找用户定义的类型，并且搜索将遵循相同的范围，但只会在标识符空间中查找用户定义的类型。因此它将从 Bar::foo变为 Bar，那里没有 enum foo，因此它将向外继续直到找到命名空间级别的枚举。

如果提供 namespace 限定，则会发生相同的事情:在 foo之前加上 ::要求查找从全局 namespace 级别开始。在该级别，唯一定义的 foo是用户定义的 enum foo类型。请注意，这与添加或不添加 enum关键字正交。在原始代码中，您可能在 namespace 级别具有 foo函数，这将导致类似的问题:

enum foo { no, yes };
void foo() {}
class Bar {
   foo foo() {                            // Error [1]
      return static_cast<::foo>(0);       // Error [2]
   }
};

在此示例中，有两个错误。声明返回类型时，尚未声明函数 Bar::foo，但是存在 ::foo()，按照上述规则，查找将向外进行，直到全局命名空间并在检查 ::foo()之前找到 enum foo。第二个错误，基本上是相同的，是 static_cast中要求全局命名空间的限定在这里无济于事。原因是查找将在找到 ::foo()之前再次找到 enum foo。正确的代码是:

class Bar {
   enum foo foo() {
      return static_cast<enum ::foo>(0);  // :: is optional!
   }
};

在这种情况下， namespace 限定还是可选的，但这仅是因为没有可通过查找找到的 foo用户定义类型。但是我们可以使代码更加复杂...

enum foo { no, yes };
void foo() {}
class Bar {
   struct foo {};
   enum ::foo foo() { 
      return static_cast<enum ::foo>(0);
   }
};

如果没有 ::资格，则 Bar::foo()声明和 static_cast都将失败，因为存在用户定义的 Bar::foo类型，将在找到 enum ::foo之前将其击中。没有 enum，代码也将无法编译，因为全局函数 ::foo()将在 enum之前考虑。

总结一下，并经过很长的解释: 不要。避免创建具有相同类型名称的函数，因为这很可能会引起困惑。

[*]重新阅读标准后，C++语言未为用户定义的类型定义单独的标识符空间。另一方面，该标准中的规则与上述描述一致。主要区别在于，在C++中， typedef别名除了要作为别名的类型之外，不能与任何现有类型相同:

struct foo {};
typedef int foo; // Error

但是对于大多数其他目的，行为是一致的。我在答案正文中没有提到几个极端的情况，但是这超出了此问题的范围。