c++ - 重载解析解析为一个尚不可见的函数

Question

这是 this 的后续题。

#include <iostream>

struct type1 {};
struct type2 {};

void foo(type1 x)
{
  std::cout << "foo(type1)" << std::endl;
}

template<typename T>
void bar() {
  foo(T());
}

int main()
{
  bar<type1>();
  bar<type2>();
  return 0;
}

void foo(type2 x)
{
  std::cout << "foo(type2)" << std::endl;
}

在上面的代码中foo(type2)在 bar<type2> 的实例化时不可见在 main .然而代码编译并产生以下输出:

foo(type1)
foo(type2)

编译器如何知道 foo(type2)实例化时可用 bar<type2>在 main ？

编辑:我试图更多地了解模板实例化过程中的重载解析是如何工作的。考虑下面的代码:

#include <iostream>

struct type1 {};
struct type2 {};
struct type3 {
  operator type2() { return type2(); }
};

void foo(type1 x)
{
  std::cout << "foo(type1)" << std::endl;
}

void foo(type2 x)
{
  std::cout << "foo(type2)" << std::endl;
}

int main()
{
  foo(type3());
  return 0;
}

void foo(type3 x)
{
  std::cout << "foo(type3)" << std::endl;
}

输出是

foo(type2)

即使是更接近的比赛foo(type3)有空，电话foo(type3())解析为 foo(type2)因为在那之前，这是唯一被编译器解析过的候选者。现在考虑以下代码:

#include <iostream>

struct type1 {};
struct type2 {};
struct type3 {
  operator type2() { return type2(); }
};

void foo(type2 x)
{
  std::cout << "foo(type2)" << std::endl;
}

template<typename T>
void bar() {
  foo(T());
}

int main()
{
  bar<type3>();
  return 0;
}

void foo(type3 x)
{
  std::cout << "foo(type3)" << std::endl;
}

输出是

foo(type3)

也就是调用点bar<type3>() , 即使只有 foo(type2)可见，编译器仍然选择 foo(type3)稍后出现，因为这是更接近的匹配。

Answer 1

任何没有定义的符号都将在链接过程中被替换，因为函数 foo(type2)可以在另一个文件中提供。

编译器会在整个过程结束时说出所需的函数是否已定义，此时无法应用进一步的替换。

为了阐明理解，您必须了解编译(例如，一个普通的 C 程序)所需的步骤:

• 首先，展开代码中的所有宏；

• 然后根据语言语法验证您的代码，以便将其转换为汇编语言——编译过程本身；在此步骤中，找到的每个没有定义的符号都会在表中用条目 (symbol, definition) 进行注释, 稍后将完成，以便正确构建您的程序；

• 接下来，您编译成汇编的代码将被转换为机器语言，即创建对象；

• 最后，您需要链接您已经可执行的对象，以解决对符号定义的任何依赖；最后一步检查您的对象是否有 undefined symbol ，添加来自其他模块或库的定义，从而完成程序。

如果任何符号没有正确“链接”到它的定义，编译器将指出程序中的错误——经典的 undefined reference to... .

考虑到您发布的代码，该过程将一直执行到它到达编译器为止。编译器会遍历代码，注意 type1 的定义, type2 , foo(type1 x) , 和 bar<T>() .

struct type1 {};
struct type2 {};

当它到达 main 时，它会找到对 bar<type1>(); 的调用, 并会调用 foo(type1()) ，这是已知的，可以正确使用。

void foo(type1 x) {
    std::cout << "foo(type1)" << std::endl;
}

template<typename T>
void bar() {
    foo(T());
}

int main() {

    bar<type1>();
    bar<type2>();
    return 0;

}

一旦到达下一个电话，bar<type2>(); , 它会尝试调用 foo(type2()) , 但没有这样的定义可供使用，因此它将此调用关联为未知符号，必须在以后的过程中用定义替换。

编译器运行完main之后，它达到了一个新的定义，这正是正在创建的“翻译表”上缺少定义的定义。

void foo(type2 x) {
    std::cout << "foo(type2)" << std::endl;
}

因此，在下一步中，编译能够用其各自的定义替换符号，并且程序可以正确编译。

问候!