c++ - 什么是 "Argument-Dependent Lookup"(又名 ADL，或 "Koenig Lookup")？

Question

关于什么是参数依赖查找有什么好的解释？许多人也将其称为 Koenig Lookup。

最好我想知道:

• 为什么这是一件好事？
• 为什么这是一件坏事？
• 它是如何工作的？

Answer 1

Koenig 查找，或 Argument Dependent Lookup ，描述了 C++ 中编译器如何查找非限定名称。

C++11 标准 § 3.4.2/1 规定:

When the postfix-expression in a function call (5.2.2) is an unqualified-id, other namespaces not considered during the usual unqualified lookup (3.4.1) may be searched, and in those namespaces, namespace-scope friend function declarations (11.3) not otherwise visible may be found. These modifications to the search depend on the types of the arguments (and for template template arguments, the namespace of the templateargument).

Nicolai Josuttis 简单地说¹:

You don’t have to qualify the namespace for functions if one or more argument types are defined in the namespace of the function.

一个简单的代码示例:

namespace MyNamespace
{
    class MyClass {};
    void doSomething(MyClass) {}
}

MyNamespace::MyClass obj; // global object


int main()
{
    doSomething(obj); // Works Fine - MyNamespace::doSomething() is called.
}

在上面的示例中，既没有 using-declaration 也没有 using-directive，但编译器仍然正确识别了非限定名称 doSomething() 作为在命名空间 MyNamespace 中声明的函数，通过应用 Koenig 查找。

它是如何工作的？

该算法告诉编译器不仅要查看本地范围，还要查看包含参数类型的命名空间。因此，在上面的代码中，编译器发现对象 obj 是函数 doSomething() 的参数，属于命名空间 MyNamespace。因此，它会查看该命名空间来定位 doSomething() 的声明。

Koenig 查找的优势是什么？

正如上面的简单代码示例所示，Koenig 查找为程序员提供了便利和易用性。如果没有 Koenig 查找，程序员会产生开销，重复指定完全限定名称，或者改为使用大量 using-declarations。

为什么要批评 Koenig 查找？

过度依赖 Koenig 查找会导致语义问题，有时会让程序员措手不及。

考虑 std::swap 的例子，这是一种交换两个值的标准库算法。对于 Koenig 查找，在使用此算法时必须谨慎，因为:

std::swap(obj1,obj2);

可能与以下行为不同:

using std::swap;
swap(obj1, obj2);

使用 ADL，调用哪个版本的 swap 函数将取决于传递给它的参数的命名空间。

如果存在命名空间A，并且如果A::obj1、A::obj2、A::swap() 存在，那么第二个示例将导致调用 A::swap()，这可能不是用户想要的。

此外，如果由于某种原因 A::swap(A::MyClass&, A::MyClass&) 和 std::swap(A::MyClass&, A::MyClass& ) 已定义，则第一个示例将调用 std::swap(A::MyClass&, A::MyClass&) 但第二个示例不会编译，因为 swap(obj1, obj2) 会模棱两可。

琐事:

为什么叫“Koenig 查找”？

因为它是由前 AT&T 和贝尔实验室研究员和程序员设计的， Andrew Koenig 。

延伸阅读:

• Herb Sutter's Name Lookup on GotW

• 标准 C++03/11 [basic.lookup.argdep]:3.4.2 依赖于参数的名称查找。

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<子>** ¹** Koenig 查找的定义在 Josuttis 的书 *The C++ Standard Library: A Tutorial and Reference* 中定义。