如何让std::tuple::operator==复用其他命名空间的operator==？

问题背景 #

我使用一个无法修改的C风格结构体Foo，并在foo_ops命名空间中为它实现了独立的operator==。另外有一个包含Foo成员的类Bar，也实现了自己的operator==。原本通过using namespace foo_ops可以正常比较Foo成员，但改成用std::tie把Bar转换成std::tuple进行比较时，编译器找不到foo_ops::operator==——原因是ADL（参数依赖查找）失效了，因为Foo和它的operator==不在同一个命名空间。全局作用域的using foo_ops::operator==能解决问题，但函数内的该声明以及全局的using namespace foo_ops都无效。

提出的问题 #

1. 不使用全局using声明，能否让std::tuple::operator==选用foo_ops::operator==？是否应该把Foo的operator==移到全局命名空间？
2. 为什么全局using namespace foo_ops无效，而using foo_ops::operator==有效？

问题1解答 #

• 不使用全局using声明的话，有两种可行思路：

  1. 针对tuple类型自定义operator==：为Bar通过std::tie生成的特定tuple类型，手动实现operator==，在里面显式调用foo_ops::operator==比较Foo成员。但这种方案需要匹配tuple的具体类型，扩展性差，不推荐。
  2. 将operator==移至Foo所在的命名空间：这是最符合C++设计规则的做法。ADL的核心就是在参数类型的原生命名空间中查找运算符，如果Foo本身在全局命名空间定义，把operator==移到全局后，std::tuple::operator==在比较Foo元素时，ADL会自动找到这个运算符，无需任何额外声明。这完全符合ADL的设计意图，是最优解。

  如果实在无法移动operator==的位置，那只能放弃std::tie的写法，在Bar的operator==中手动拆分比较逻辑：先调用foo_ops::operator==比较Foo成员，再结合其他成员的比较结果，用逻辑与组合起来。虽然代码繁琐，但能避开tuple的ADL问题。

问题2解答 #

这本质是**using namespace和using声明在重载决议中的可见性规则差异**：

• std::tuple::operator==定义在std命名空间内，当它需要比较Foo元素时，会触发ADL查找Foo所在命名空间的运算符，同时会查找当前上下文可见的运算符。但全局的using namespace foo_ops只是让foo_ops内的名字在全局作用域可见，这种可见性不会被跨命名空间继承到std命名空间的函数上下文里——也就是说，std::tuple::operator==的内部查找不会感知到全局using namespace带来的名字。
• 而全局的using foo_ops::operator==是直接将这个运算符的声明注入到全局作用域，成为全局重载集合的一部分。此时，任何需要比较Foo的上下文（包括std::tuple::operator==触发的运算符查找），都会把全局作用域的这个operator==纳入重载决议，自然就能被匹配到。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jamesdlin