命名空间 std 中不可寻址函数的基本原理是什么？

首先，值得注意的是，这种设计并非起源于 C;这在 C++ 中是全新的。

出于相同的语法原因，允许采用库函数的地址，即使它也被定义为宏。⁸⁹

⁸⁹ 这意味着实现必须为每个库函数提供一个实际函数，即使它也为该函数提供了一个宏。

- C89 标准，4.1.6 库函数的使用

但是，由于多种原因，这些严格的保证在 C++ 中将非常严格。 作为免责声明，我无法找到 Bjarne 本人的引述，所以我要说的一切都是社区共识和个人经验的集合。

1. 添加重载可能会破坏源兼容性

假设你有一个函数：

bool is_even(int x) { return x % 2 == 0; }

最初调用 可能是安全的，但如果除了 之外还添加了 和 的重载，那么 的用法将变得格式不正确。std::partition(begin, end, is_even)longlong longintis_even

从本质上讲，任何可寻址函数将来都不能接收额外的重载，因为它会破坏现有代码。这就是为什么 [namespace.std] 特别说“可能格式不正确”的原因。

2. 签名比 C 语言更容易更改

破坏兼容性的另一种方法是使现有函数更加通用。 例如，它允许标准库使其函数更加通用，例如转动：

// possible historical implementation in <math.h> until C++11
#define isnan(x) implementation-defined

到

bool isnan(long double); //possibly with overloads for float and double

并随后进入

bool isnan(std::floating_point auto);

借助函数重载和模板等功能，函数的实现可能会随着时间的推移而发生巨大变化。

当然，没有人能预见到数学库中的这些剧烈变化，但对不可寻址函数的限制使它们成为可能，而不会破坏任何符合要求的代码。

3. 函数可能没有地址

函数可能没有任何地址的原因有两个：

• 它是一种内在功能
  • 这意味着函数调用只是告诉编译器生成一些 IR 指令，而实际函数甚至可能不存在
• 它是一个即时函数（即 C++20）consteval

前一个原因可能是做出这一决定的重要因素。 如今，标准库中使用的任何内部函数通常都有一个函数包装器，但这在当时并不明显。inline

一个更现代的内在标准库函数的例子是，它在 MSVC STL 中被“有点内在”。 请参阅在 C++ 中提高调试性能的状态。std::move

4. “函数”可以是函数对象

在 C++ 中，也可以将函数实现为函数对象，例如：

// inline has only been added in C++17, but compilers could have supported its
// functionality before that
inline const struct {
    float operator()(float x) const;
} sqrt;

如果一个函数实际上是一个函数对象，那么在获取其地址时，行为会有所不同，因为你不会得到一个函数指针。但是，调用它的行为相同（除了 ADL 不会发生）。

这是通过使函数不可寻址而实现的另一种形式的灵活性。

结论

使采用标准库函数的地址成为可能将大大降低实现者的灵活性。 几乎任何更改（例如添加重载）都会破坏兼容性，从而有效地冻结语言进度。

这在 C 中不是一个大问题，因为函数签名无论如何都会被冻结，但在 C++ 中会产生重大的负面影响。