c++ - 从属名称和范围

Question

当某些相关函数在使用之后与使用之前在范围内，有人知道编译器和/或语言标准是怎么回事吗？我在C++第四版747页中使用Stroustrup的示例的紧密副本。在DEP_NAME的示例中，可以在模板函数g之后声明Q和f，它们都在范围内，但是在非DEP_NAME的示例中，则相反。
感谢您的指导!

#define DEP_NAME
#ifdef DEP_NAME
template<typename T> T f(T a)
{
    return g(a); // OK: a is a dependent name and therefore so is g
}
// can be declared after f
class Q { };
Q g(Q e)
{
    return e;
}
#else
// must be declared before f
class Q { };
Q g(Q e)
{
    return e;
}
template<typename T> T f(T a)
{
    return g(Q{});
}
#endif

int main(int argc, char *argv[])
{
    Q z = f(Q{});
    return 0;
}

Answer 1

以下所有标准引用均引用N4659: March 2017 post-Kona working draft/C++17 DIS。

延迟查找相关名称允许ADL查找在函数模板定义之后声明的名称
必须在定义点声明函数模板定义中的所有非依赖名称。从属名称仅需要在第一个实例化时声明，对于给定的特化，，如果可以通过特定实例化的参数依赖查找(ADL)找到，则可以声明它们。在您的第一个示例中，g是一个从属名称，因为它取决于类型模板参数，并且可以通过::Q上的ADL找到它，因此第一个示例格式正确。在您的第二个示例中，g不是从属名称，因为它不依赖于类型模板参数，并且由于该名称在功能模板定义时不可见，因此第二个示例格式错误。
我们可以将相关标准段落中引用的规则总结为以下内容:

对非依赖性名称的查找遵循通常的查找规则，因此需要在函数模板定义

的位置声明该名称。

对相关名称的查找被推迟到给定的实例化为止。但是，在此实例化时，仅仅依赖于参数的查询(ADL)将能够找到名称，这些名称不是在函数模板定义的点声明的，而是在给定实例化的点声明的。

后一项目符号的规则表示以下示例格式正确:

namespace ns {

template<typename T> T f(T a) {
    // Can find ::ns::g(Q) only via ADL on T for
    // an instantiation of f with T == ::ns::Q.
    return g(a);
}

class Q {};

Q g(Q e) { return e; }

}  // namespace ns

int main() {
    (void) f(ns::Q{});
    return 0;
}

如以下示例所示:

template<typename T> T f(T a) {
    // Can find ::ns::g(Q) only via ADL on T for
    // an instantiation of f with T == ::ns::Q.
    return g(a);
}

namespace ns {

class Q {};

Q g(Q e) { return e; }

}  // namespace ns

int main() {
    (void) f(::ns::Q{});
    return 0;
}

而以下示例格式错误，因为ADL找不到 g实例化的 ::ns::Q:

template<typename T> T f(T a) {
    // Cannot find ::g(Q) as ADL on T for
    // an instantiation of f with T == ::ns::Q
    // will only consider the ::ns namespace.
    return g(a);
}

namespace ns {

class Q {};
    
}  // namespace ns  

::ns::Q g(::ns::Q e) { return e; }

int main() {
    (void) f(::ns::Q{});
    return 0;
}

对于后者，编译器(在这种情况下为Clang)甚至会提供指示性错误消息，说明程序格式错误的原因:

error: call to function 'g' that is neither visible in the template
       definition nor found by argument-dependent lookup

细节
[temp.res]/9状态[摘录， 强调我的]:

[temp.res]/9 When looking for the declaration of a name used in a templatedefinition, the usual lookup rules ([basic.lookup.unqual],[basic.lookup.argdep]) are used for non-dependent names. The lookupof names dependent on the template parameters is postponed until theactual template argument is known ([temp.dep]). [ Example: ... ][...]

[temp.dep.res]/1很清楚，对于非限定(相关)名称查找，仅考虑在模板定义时可见的声明[ 强调矿]:

[temp.dep.res]/1 In resolving dependent names, names from the following sources areconsidered:

• (1.1) Declarations that are visible at the point of definition of the template.
• (1.2) Declarations from namespaces associated with the types of the function arguments both from the instantiation context ([temp.point])and from the definition context.

在 [temp.dep.candidate]/1 [ 强调地雷]中重复的事实:

[temp.dep.candidate]/1 For a function call where the postfix-expression is a dependent name,the candidate functions are found using the usual lookup rules([basic.lookup.unqual], [basic.lookup.argdep]) except that:

• (1.1) For the part of the lookup using unqualified name lookup, only function declarations from the template definition context are found.
• (1.2) For the part of the lookup using associated namespaces ([basic.lookup.argdep]), only function declarations found in eitherthe template definition context or the template instantiation contextare found.