使用命名空间时，C++ 模板函数无法使用 g++ 进行编译

Question

下面的代码编译得很好:(没有命名空间)

#include <vector>

template <class T>
void foo(const int & from, std::vector<T> & to)
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        T bar;
        foo(from, bar);
        to.push_back(bar);
    }
}

struct Bar
{
    int a;
    int b;
};

struct Baz
{
    std::vector<Bar> bars;
};


void foo(const int & from, Bar & to)
{
    to.a = from;
    to.b = from - 1;
}

void foo(const int & from, Baz & to)
{
    foo(from, to.bars);
}

void fooTest()
{
    int num = 10;
    Baz baz;
    foo(num, baz);
}

int main()
{
    fooTest();
}

但是当我为 Bar 和 Baz 引入命名空间时，它无法编译。 (带命名空间)

#include <vector>

template <class T>
void foo(const int & from, std::vector<T> & to)
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        T bar;
        foo(from, bar);
        to.push_back(bar);
    }
}

// When I add this namespace, it fails to compile
namespace BarBar
{
    struct Bar
    {
        int a;
        int b;
    };

    struct Baz
    {
        std::vector<Bar> bars;
    };
}


void foo(const int & from, BarBar::Bar & to)
{
    to.a = from;
    to.b = from - 1;
}

void foo(const int & from, BarBar::Baz & to)
{
    foo(from, to.bars);
}

void fooTest()
{
    int num = 10;
    BarBar::Baz baz;
    foo(num, baz);
}

int main()
{
    fooTest();
}

显示错误:

with_namespace.cpp: In instantiation of ‘void foo(const int&, std::vector<T>&) [with T = BarBar::Bar]’:
with_namespace.cpp:37:22:   required from here
with_namespace.cpp:9:12: error: no matching function for call to ‘foo(const int&, BarBar::Bar&)’
         foo(from, bar);
            ^
with_namespace.cpp:4:6: note: candidate: template<class T> void foo(const int&, std::vector<T>&)
 void foo(const int & from, std::vector<T> & to)
      ^
with_namespace.cpp:4:6: note:   template argument deduction/substitution failed:
with_namespace.cpp:9:12: note:   ‘BarBar::Bar’ is not derived from ‘std::vector<T>’
         foo(from, bar);
        ^

另请注意，使用 MSVC 时，带有命名空间的代码编译得很好。为什么编译器在使用命名空间时找不到定义？

我使用的是以下版本:g++ (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.9) 5.4.0 20160609

更新:在 @M.M 指出函数查找如何用于模板和 ADL 之后，我进行了以下修复:

#include <vector>



template <class T>
void foo(const int & from, std::vector<T> & to)
{
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        T bar;
        foo(from, bar);
        to.push_back(bar);
    }
}

namespace BarBar
{
    struct Bar
    {
        int a;
        int b;
    };

    struct Baz
    {
        std::vector<Bar> bars;
    };
};


// Put them in the same namespace as Bar so that the templated foo find this function
namespace BarBar
{
    using ::foo; // We are going to use templated foo in the latter functions

    void foo(const int & from, BarBar::Bar & to)
    {
        to.a = from;
        to.b = from - 1;
    }

    void foo(const int & from, BarBar::Baz & to)
    {
        foo(from, to.bars);
    }

}

void fooTest()
{
    int num = 10;
    BarBar::Baz baz;
    BarBar::foo(num, baz);
}



int main()
{
    fooTest();
}

Answer 1

在代码中:

template <class T>
void foo(const int & from, std::vector<T> & to)
{
    T bar;
    foo(from, bar);

名称bar 是类型相关的，因为它的类型取决于模板参数。此外，名称 foo(在 foo(from, bar) 中)是一个依赖名称，因为其中一个函数调用参数是类型依赖的。 (C++17 [temp.dep]/1)。

相关名称的名称查找工作方式如下 (C++17 [temp.dep.res]/1):

In resolving dependent names, names from the following sources are considered:

• Declarations that are visible at the point of definition of the template.
• Declarations from namespaces associated with the types of the function arguments both from the instantiation context and from the definition context

第二个要点称为 ADL(参数相关查找)。

---

在您的第二个代码中，查找相关的 foo 什么也找不到:

• 在模板点没有其他可见的定义
• int 和T 的相关命名空间(即BarBar::Bar)是:BarBar，并且没有名称 BarBar::foo。

在第一段代码中，查找依赖的foo:int和::Bar关联的命名空间是:全局命名空间。全局命名空间中有::foo，所以它可以被ADL找到。

要修复第二个代码，您应该将带有 BarBar:: 参数的 foo 的后续定义移动到 namespace BarBar 中. (在这种情况下，您还需要在第 37 行使用 using::foo 来查找模板 foo)。