¿Puede una declaración afectar el espacio de nombres estándar?

#include <iostream>
#include <cmath>

/* Intentionally incorrect abs() which seems to override std::abs() */
int abs(int a) {
    return a > 0? -a : a;
}

int main() {
    int a = abs(-5);
    int b = std::abs(-5);
    std::cout<< a << std::endl << b << std::endl;
    return 0;
}

Esperaba que la salida fuera -5y 5, pero la salida es -5y -5.

Me pregunto por qué sucederá este caso.

¿Tiene algo que ver con el uso de stdo qué?

La especificación del lenguaje permite que las implementaciones se implementen <cmath>declarando (y definiendo) las funciones estándar en el espacio de nombres global y luego llevándolas al espacio stdde nombres por medio de declaraciones de uso. No se especifica si se utiliza este enfoque.

20.5.1.2 Encabezados
4 [...] En la biblioteca estándar de C ++, sin embargo, las declaraciones (excepto los nombres que se definen como macros en C) están dentro del alcance del espacio de nombres (6.3.6) del espacio de nombres std. No se especifica si estos nombres (incluidas las sobrecargas agregadas en las Cláusulas 21 a 33 y el Anexo D) se declaran primero dentro del alcance del espacio de nombres global y luego se inyectan en el espacio stdde nombres mediante declaraciones de uso explícitas (10.3.3).

Aparentemente, se trata de una de las implementaciones que decidió seguir este enfoque (por ejemplo, GCC). Es decir, su implementación proporciona ::abs, mientras que std::abssimplemente "se refiere" a ::abs.

Una pregunta que permanece en este caso es por qué, además del estándar ::abs, pudo declarar el suyo ::abs, es decir, por qué no hay error de definición múltiple. Esto podría deberse a otra característica proporcionada por algunas implementaciones (por ejemplo, GCC): declaran funciones estándar como los llamados símbolos débiles , lo que le permite "reemplazarlos" con sus propias definiciones.

Estos dos factores juntos crean el efecto que observa: el reemplazo de símbolo débil de ::abstambién da como resultado el reemplazo destd::abs . Lo bien que esto concuerda con el estándar del lenguaje es una historia diferente ... En cualquier caso, no confíe en este comportamiento, no está garantizado por el lenguaje.

En GCC, este comportamiento se puede reproducir con el siguiente ejemplo minimalista. Un archivo fuente

#include <iostream>

void foo() __attribute__((weak));
void foo() { std::cout << "Hello!" << std::endl; }

Otro archivo fuente

#include <iostream>

void foo();
namespace N { using ::foo; }

void foo() { std::cout << "Goodbye!" << std::endl; }

int main()
{
  foo();
  N::foo();
}

En este caso, también observará que la nueva definición de ::foo( "Goodbye!") en el segundo archivo fuente también afecta el comportamiento de N::foo. Ambas llamadas saldrán "Goodbye!". Y si elimina la definición de ::foodel segundo archivo fuente, ambas llamadas se enviarán a la definición ::fooy salida "original" "Hello!".

El permiso otorgado por el 20.5.1.2/4 anterior está ahí para simplificar la implementación de <cmath>. Se permite que las implementaciones incluyan simplemente el estilo C <math.h>, luego redeclaren las funciones stdy agreguen algunas adiciones y ajustes específicos de C ++. Si la explicación anterior describe correctamente la mecánica interna del problema, entonces una gran parte depende de la posibilidad de reemplazar los símbolos débiles por las versiones de estilo C de las funciones.

Tenga en cuenta que si simplemente reemplazamos globalmente intcon doubleen el programa anterior, el código (en GCC) se comportará "como se esperaba": se generará -5 5. Esto sucede porque la biblioteca estándar de C no tiene abs(double)función. Al declarar nuestroabs(double) , no reemplazamos nada.

Pero si después de cambiar de intcon doubletambién cambiamos de absa fabs, el comportamiento extraño original reaparecerá en todo su esplendor (salida-5 -5 ).

Esto es consistente con la explicación anterior.

Su código provoca un comportamiento indefinido.

C ++ 17 [nombres.extern] / 4:

Cada firma de función de la biblioteca estándar C declarada con enlace externo está reservada para la implementación para su uso como firma de función con enlace externo "C" y externo "C ++", o como un nombre de ámbito de espacio de nombres en el espacio de nombres global.

Por lo tanto, no puede crear una función con el mismo prototipo que la función de la biblioteca C estándar int abs(int);. Independientemente de qué encabezados incluya realmente o si esos encabezados también colocan los nombres de las bibliotecas de C en el espacio de nombres global.

Sin embargo, podría sobrecargarse abssi proporciona diferentes tipos de parámetros.