为什么我需要在命名空间中包含此友元函数的定义？

Question

在头文件中给定一个名为N的名称空间C和一个朋友函数f：

namespace N
{
class C
{
   friend void f();
}
}

如果我在cpp文件中定义友元函数f，如下所示：

void N::f()
{
    ...
}

它无法编译。如果我这样定义：

namespace N
{
void f()
{
    ...
}
}

确实编译。为什么呢？

我正在使用gcc 4.4，但我在Coliru编译C ++ 14时尝试了一个类似的例子并且得到了相同的行为

Answer 1

如果符号在定义之前在名称空间N内声明，则定义为限定名称应该可以正常工作。否则它无法正常工作。

视觉工作室的确如此。

确定：

namespace N
{
    void f();
}
void N::f() { }

不太好，但在视觉工作室工作：

namespace N
{
class C
{
   friend void f();
}
}
void N::f() { }

不行：

void N::f() { } // error, undefined N

不行：

namespace N
{
}
void N::f() { } // error, f is not a member of N

但我现在无法在不同的编译器上进行测试。

Answer 2

从GCC 4.7到现在的7.0时代，GCC没有在封闭的命名空间中引入新名称，如下所述：

basic.scope.pdecl/11

  

朋友声明是指作为其成员的函数或类   最近的封闭命名空间，但它们不引入新名称   进入该命名空间。

虽然 GCC 提供了兼容性开关（-ffriend-injection以将名称注入封闭的命名空间）。但是，从 clang 3.1到4.0， clang 会将声明注入封闭的命名空间。

虽然可以通过ADL找到这样的功能：namespace.memdef/3

  

如果调用了友元函数或函数模板，则其名称可能是   通过名称查找找到，从名称空间和   与函数参数类型相关联的类   （basic.lookup.argdep）。

请参阅此related question，那么，所有编译器应该尊重的是：

namespace N
{
    class C
    {
       friend void f();
    };

    void f();   //introduce the name
}

void N::f()     //define it
{ ... }

见Live On Coliru

或者另一种方式：

namespace N
{
    class C{
        friend void f();
    };
}

namespace N
{
    void f()
    { ... }
}