Desventajas de utilizar una función C++ estándar «global»: su contraparte en C se puede camuflar

Última actualización el 30 de septiembre de 2019

Una gran cantidad de funciones de C++ en la biblioteca estándar se extienden a partir de funciones de C estándar, como qsort(), memcpy(), etc. Entre estas funciones, muchas sobrecargaron a sus homólogos en C. Por ejemplo, abs() en C++ está sobrecargado tanto para tipos integrales como de punto flotante, mientras que solo está definido para int Cª. Sin embargo, estas funciones a menudo se utilizan indebidamente como funciones globales y producen resultados inesperados.

Las funciones de la biblioteca estándar de C++ generalmente se colocan en el espacio de nombres. std, incluidos aquellos que están extendidos por sus homólogos C. Por ejemplo, la función C sqrt() corresponde a std::sqrt() en C++. La siguiente función my_sqrt_1 calcula la raíz cuadrada del parámetro de entrada x:

#include <cmath>

float my_sqrt_1(float x) {
    return std::sqrt(x);
}

Sin embargo, de vez en cuando, la gente pierde su std:: prefijo, crees que es demasiado redundante. Por lo tanto, el fragmento de código anterior a menudo se abrevia como (usando la «versión global» de sqrt())

#include <cmath>
// no "using namespace std;"

float my_sqrt_2(float x) {
    return sqrt(x);
}

Si bien puede parecer un buen truco, es posible que no funcione como se esperaba. En C++, el comportamiento de llamar a una función estándar sin usar explícitamente el espacio de nombres std depende de la implementación: un compilador puede interpretar la función como la función C++ o su contraparte C. En el ejemplo anterior, my_sqrt_2 podría posiblemente cualquiera

• él llamó float std::sqrt(float) con x como entrada y devolver su valor de retorno (este es el caso de x64 msvc v19.22 como se probó en C Compiler Explorer, o
• elenco x a double escribir, cosas en double sqrt(double)devolver el valor a double y devuélvalo (este es el caso de x86-64 gcc 9.2 y x86-64 clang 9.0.0 en C Compiler Explorer.

El segundo caso puede ocurrir porque el compilador interpretó sqrt() como la función C sqrt()que sólo está definido para double. Si la función recién definida se llama repetidamente, esto puede causar una desventaja de rendimiento significativa. Lo que es peor, a veces incluso puede provocar resultados erróneos. Considere la siguiente función:

#include <cmath>

long double my_sqrt_3(long double x) {
    return sqrt(x);
}

Si sqrt() se interpreta como la C sqrt() función, en un chip de CPU que la admita long double tipo que es más preciso que doubleEs probable que esta función cause una pérdida de precisión cada vez que se llama e incluso puede producir resultados ridículos cuando x es lo suficientemente grande. En una CPU x86_64 reciente, usando gcc 8.3, el siguiente fragmento de código

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << my_sqrt_3(1e310L) << ' ' << std::sqrt(1e310L) << std::endl;
    return 0;
}

salidas

inf 1e+155

¡La raíz cuadrada de un número finito es infinita! Esto es porque x se lanza implícitamente por primera vez para double en my_sqrt_3que no es lo suficientemente preciso como para almacenar un número tan grande como 1e310 y por lo tanto convertido en inf.

Conclusión: no utilice la «versión global» de las funciones estándar de C++; siempre usa eso en el std espacio de nombres.