Переопределение переменной в цикле for в C++

Question

При попытке скомпилировать следующий (упрощенный) код для нескольких платформ я обнаружил, что он не работает на некоторых, а именно на IBM xlC_r. Дальнейшее расследование показало, что оно также не работает на комо и лязге Он успешно компилируется с g++ и CC Solaris.

Вот код:

int main()
{
    int a1[1];
    bool a2[1];

    for (int *it = a1, *end = a1+1; it != end; ++it) {
        //...
        bool *jt = a2, *end = a2+1;
        //...
    }
}

Ошибка xlC_r:

"main.cpp", line 8.25: 1540-0400 (S) "end" has a conflicting declaration.
"main.cpp", line 6.25: 1540-0425 (I) "end" is defined on line 6 of "main.cpp".

лягушка ошибка:

main.cpp:8:25: error: redefinition of 'end' with a different type
        bool *jt = a2, *end = a2+1;
                        ^
main.cpp:6:25: note: previous definition is here
    for (int *it = a1, *end = a1+1; it != end; ++it) {
                        ^

ошибка комо:

"ComeauTest.c", line 8: error: "end", declared in for-loop initialization, may not
          be redeclared in this scope
          bool *jt = a2, *end = a2+1;
                          ^

Вопрос в том, почему это ошибка?

Просматривая стандарт 2003, он говорит следующее (6.5.3):

The for statement
    for ( for-init-statement; condition; expression ) statement
is equivalent to
    {
        for-init-statement;
        while ( condition ) {
            statement;
            expression;
        }
    }
except that names declared in the for-init-statement are in the same
declarative-region as those declared in condition

Здесь нет имен, объявленных в состоянии.

Далее сказано (6.5.1):

When the condition of a while statement is a declaration, the scope
of the variable that is declared extends from its point of declaration
(3.3.1) to the end of the while statement. A while statement of the form
    while (T t = x) statement
is equivalent to
    label:
    {
        T t = x;
        if (t) {
            statement;
            goto label;
        }
    }

Опять же, я не уверен, что это актуально, поскольку в условии нет декларации. Поэтому, учитывая эквивалентную перезапись из 6.5.3, мой код должен быть таким же, как:

int main()
{
    int a1[1];
    bool a2[1];

    {
        int *it = a1, *end = a1+1;
        while (it != end) {
            //...
            bool *jt = a2, *end = a2+1;
            //...
            ++it;
        }
    }
}

Что, очевидно, позволило бы вновь объявить конец.

Answer 1

Стандарт несколько двусмысленный. Код, который вы цитируете как эквивалент while цикл подразумевает, что существует внутренняя область видимости, где объявления внутри цикла могут скрывать объявления в условии; однако в стандарте также сказано (цитируя C++11, поскольку у меня нет C++03 под рукой):

6.4 / 2 Правила условий применяются как к операторам выбора, так и к for а также while заявления

6.4/3 Если имя повторно объявлено в самом внешнем блоке подсостояния, контролируемого условием, то объявление, которое повторно объявляет имя, является некорректным.

6.5.3 / 1 имена, объявленные в выражении for-init-, находятся в том же декларативном регионе, что и имена, объявленные в условии

что между ними означает, что имена не могут быть повторно объявлены.

Старые (до 1998 года) версии языка помещали объявления в операторе for init в декларативную область вне цикла. Это означало, что ваш код был бы действительным, но это не так:

for (int i = ...; ...; ...) {...}
for (int i = ...; ...; ...) {...}  // error: redeclaration of i

Answer 2

Я думаю, что код правильный. ИМО, проблема с брекетами. Обратите внимание, что оператор for определяется как:

for (for-init-Statement; условие; выражение)

Тело цикла не имеет фигурных скобок, они добавляются при использовании составного оператора. Но составной оператор добавляет свой собственный декларативный регион, поэтому внутренняя декларация не должна конфликтовать с for-init-statement,

Следующий код компилируется нормально с clang и G++ (обратите внимание на двойные скобки):

for (int *it = a1, *end = a1+1; it != end; ++it) {{
    //...
    bool *jt = a2, *end = a2+1;
    //...
}}

Я предполагаю, что компилятор clang пытается оптимизировать, как если бы цикл был определен как:

for (оператор for-init; условие; выражение) { оператор-seq }

С постепенным изменением значения: оба декларативных региона слиты воедино.

На втором, хотя, даже без скобок используются:

for (int x=0; ;)
    char x;

Должен правильно скомпилироваться. Из C++ черновик 6.5, пар. 2:

Подстановка в выражении итерации неявно определяет область видимости блока.

Итак char x; сам по себе определяет (неявно) область видимости блока, и конфликтующие объявления не должны возникать.

Answer 3

Я немного опоздал на вечеринку здесь, но я думаю, что это наиболее недопустимо в этом отрывке из стандарта C++11:

3.3.3 Область действия блока [basic.scope.local]

4 - Имена, объявленные в операторе for-init-объявление, объявлении for-range и в условии операторов if, while, for и switch, являются локальными по отношению к операторам if, while, for или switch (включая управляемый оператор) и не должен быть повторно объявлен в последующем условии этого оператора или в самом внешнем блоке (или, для оператора if, в любом из самых внешних блоков) контролируемого оператора; см. 6.4.

Answer 4

Некоторые, как правило, более старые компиляторы делают переменные, объявленные в циклах for, видимыми вне области цикла.

Чтобы заставить все компиляторы вести себя более новым (и лучшим) способом, объявите макрос следующим образом:

// In older compilers, variables declared in a for loop statement
// are in the scope of the code level right outside the for loop.
// Newer compilers very sensibly limit the scope to inside the
// loop only. For compilers which don't do this, we can spoof it
// with this macro:
#ifdef FOR_LOOP_VARS_NEED_LOCAL_SCOPE
   #define for if(0); else for
#endif

Затем для каждого компилятора с более старым поведением определите FOR_LOOP_VARS_NEED_LOCAL_SCOPE. Например, вот как вы могли бы сделать это для MSVC < 8:

#ifdef _MSC_VER
   #if _MSC_VER < 1400   //  earlier than MSVC8
      #define FOR_LOOP_VARS_NEED_LOCAL_SCOPE
   #endif
#endif

Answer 5

Текущая версия стандарта ясно об этом:

6.5. Итерационные операторы [stmt.iter]

2 - Подстановка в выражении итерации [например, for цикл] неявно определяет область действия блока (3.3), которая вводится и выходит каждый раз через цикл.

C имеет аналогичное правило:

6.8.5 Итерационные операторы

Семантика

5 - оператор итерации - это блок, область действия которого является строгим подмножеством области действия включающего его блока. Тело цикла также является блоком, область действия которого является строгим подмножеством области действия оператора итерации.