成员运算符重载能否覆盖库运算符重载？是否属未定义行为？

问题背景 #

基于libtins库的Tins::PDU实现自定义类时，希望复用库中/和/=运算符的语法，同时在运算符调用时设置私有成员。因无法使用-ffriend-inject编译选项，计划通过成员函数重载/=，但不确定该实现是否属于C未定义行为，需明确C标准的官方立场。

用户提供的未测试示例代码：

#include <tins/tins.h>

class Example : public Tins::PDU {
private:
  bool has_pdu = false;

public:
  bool empty() const { return !has_pdu; }

  Example &Example::operator/=(const Tins::PDU &pdu) {
    *this /= pdu;
    this->has_pdu = true;
  }
};

// 后续使用
Example msg;
msg /= Tins::RawPDU("test");

if (!msg.empty())
  std::cout << "msg is not empty!" << std::endl;

libtins中/=的核心模板定义（来自库源码）：

template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_base_of<PDU, T>::value, PDU&>::type
operator/=(PDU& lhs, const T& rhs) {
    lhs.add_child(rhs.clone());
    return lhs;
}

核心分析 #

1. 示例代码的明显错误 #

用户实现的成员函数operator/=中，直接调用*this /= pdu会触发无限递归：成员函数版本的运算符优先级高于全局模板版本，调用时会反复进入自身，永远无法触发libtins的全局运算符逻辑。

2. 成员函数重载全局运算符的合法性（C++标准立场） #

根据C++标准：

• 类成员函数与全局函数（含模板函数）同名且参数匹配时，成员函数会被优先调用（名称查找规则：先在类作用域查找，再扩展到全局作用域）。
• 这种成员函数重载运算符的方式完全符合C++语法规范，不属于未定义行为。

3. 正确实现方式 #

修正无限递归问题并符合规范的代码：

#include <tins/tins.h>

class Example : public Tins::PDU {
private:
  bool has_pdu = false;

public:
  bool empty() const { return !has_pdu; }

  Example& operator/=(const Tins::PDU& pdu) {
    // 显式调用全局作用域下的libtins模板运算符
    ::operator/=(*this, pdu);
    this->has_pdu = true;
    return *this; // 复合赋值运算符必须返回自身引用
  }
};

// 使用示例
Example msg;
msg /= Tins::RawPDU("test");

if (!msg.empty())
  std::cout << "msg is not empty!" << std::endl;

结论 #

• 以成员函数形式重载/=运算符完全符合C++标准，不属于未定义行为。
• 必须显式指定全局作用域调用libtins的模板运算符，避免无限递归。
• 重载的复合赋值运算符需返回*this，符合C++运算符重载的规范要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者skyfire