C++库厂商是否允许在非指定标准头文件中添加标准库函数？

结论 #

不行。C++标准明确规定了每个标准库实体所属的头文件，厂商不得在非指定头中直接声明或实现不属于该头的标准库函数。MSVC在<utility>中提供std::max的行为不符合标准，会引发代码可移植性问题。

标准依据（基于C++23草案N4928） #

• std::max被标准明确划归到<algorithm>头文件（27.4章节），<utility>的头文件概要中没有包含该函数的声明。
• 标准允许标准头文件间接包含其他头（比如<utility>可能通过包含<algorithm>让std::max可见），但这属于实现细节，用户代码不能依赖这种间接行为。厂商更不能主动在非指定头中直接定义或声明不属于它的标准库实体——用户只能信任标准列出的头文件与实体的对应关系。

MSVC的具体行为分析 #

MSVC的<utility>并没有包含<algorithm>，而是直接实现了两个std::max的重载：

_EXPORT_STD template <class _Ty, class _Pr>
_NODISCARD constexpr const _Ty&(max) (const _Ty& _Left, const _Ty& _Right, _Pr _Pred) noexcept(
    noexcept(_Pred(_Left, _Right))) /* strengthened */ {
    return _Pred(_Left, _Right) ? _Right : _Left;
}

#pragma warning(push)
#pragma warning(disable : 28285)
_EXPORT_STD template <class _Ty>
_NODISCARD _Post_equal_to_(_Left < _Right ? _Right : _Left) constexpr const _Ty& //
    (max) (const _Ty& _Left, const _Ty& _Right) noexcept(noexcept(_Left < _Right)) /* strengthened */ {
    return _Left < _Right ? _Right : _Left;
}
#pragma warning(pop)

同时对初始化列表版本做了前向声明（标注为在<algorithm>中实现）。这种直接在<utility>中提供std::max的行为违反了标准要求，导致仅包含<utility>的代码能在MSVC编译，但在GCC、Clang等编译器上失败——因为这些编译器严格遵循标准，仅在<algorithm>中提供std::max。

代码验证示例 #

仅包含<utility>的代码在MSVC可编译：

#include <utility>

int main()
{
    return std::max(2,3);
}

但该代码在GCC、Clang下无法通过编译，必须添加<algorithm>头文件才能正常使用std::max。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thomas W.