ADL(Koenig) 查找

ADL ，參數(shù)相關(guān)查找，也稱作為 Koenig 查找（以 Andrew Koenig 的名字命名），是指在編譯器對無限定域的函數(shù)調(diào)用進(jìn)行名字查找時(shí)，所應(yīng)用的一種查找規(guī)則。

首先來看一個(gè)函數(shù)所在的域的分類：

1 ：類域（函數(shù)作為某個(gè)類的成員函數(shù)（靜態(tài)或非靜態(tài)））

2 ：名字空間域

3 ：全局域

而 Koenig 查找，它的規(guī)則就是當(dāng)編譯器對無限定域的函數(shù)調(diào)用進(jìn)行名字查找時(shí)，除了當(dāng)前名字空間域以外，也會把函數(shù)參數(shù)類型所處的名字空間 加入查找的范圍。

ADL 就是為了確保使用類型 X 的對象 x 時(shí)能夠像使用 X 的成員函數(shù)一樣簡單 (ensure that code that uses an object x of type X can use its nonmember function interface as easily as it can use member functions) 。

根據(jù) ADL 規(guī)則，如果非成員函數(shù)想和類型一起被使用，應(yīng)該將它們置于同一個(gè)名字空間中。換句話說，和類型 X 放在同一名字空間下的非成員函數(shù)，也是 X 接口的一部分。 ( 常見的有 <<or>> 操作符 )

示例：

#include <iostream>

//class N     // 類域

//{

//public :

//     enum E {e1};

//     void f(E)

//     {

//            std::cout << "N::f(N::E) called\n";

//     }

//};

namespace N{   // 名字空間域

       enum E {e1};

       void f(E){

              std::cout << "N::f(N::E) called\n";

       }

}

void f(int)

{

       std::cout << " ::f(int) called\n";

}

int main()

{

       ::f(N::e1);     // 受限函數(shù)，禁用 ADL  // 輸出 ::f(int) called

       f(N::e1);      // 普通查找到 f();

       return 0;

}

上述例子，如果 N 為 class ，輸出為： ::f(int) called ；如果 N 為名字空間，輸出： N::f(N::E) called 。

也就是說 ADL 僅會將參數(shù)所在的名字空間中的函數(shù)名字加入查找范圍。

調(diào)用函數(shù)時(shí)，顯式地限定名字空間將禁用 ADL 查找 ，加快解析過程。

Argument Dependent Lookup (ADL)解析

ADL，參數(shù)相關(guān)查找，也稱作為Koenig查找（以Andrew Koenig的名字命名，有興趣可以看Scott Meyer的文章The Most Important C++ People...Ever），是指在編譯器對無限定域的函數(shù)調(diào)用進(jìn)行名字查找時(shí)，所應(yīng)用的一種查找規(guī)則。

f(x, y, z); // unqualified
N::f(x, y, z); // qualified

上面的函數(shù)調(diào)用，第一個(gè)f就是無限定域的函數(shù)調(diào)用，第二個(gè)則限定了在名字空間N里面，也是說使用了完全限定名。

我們首先來看一個(gè)函數(shù)所在的域的分類：

1：類域（函數(shù)作為某個(gè)類的成員函數(shù)（靜態(tài)或非靜態(tài)））

2：名字空間域

3：全局域

而Koenig查找，它的規(guī)則就是當(dāng)編譯器對無限定域的函數(shù)調(diào)用進(jìn)行名字查找時(shí)，除了當(dāng)前名字空間域以外，也會把函數(shù)參數(shù)類型所處的名字空間加入查找的范圍。

Herb提供的解釋（Exceptional C++, Item 31）

Koenig Lookup(simplified): If you supply a function argument of class type (here x, of type A::X), then to look up the correct function name the compiler considers matching names in the namespace (here A) containing the argument's type.

請看下面的例程：

#include <iostream>
usingnamespace std;

namespace Koenig
{
    class KoenigArg
    {
    public:
          ostream& print(ostream&out) const
         {
                 out<<member_<<endl;
          }

          KoenigArg(int member =5) : member_(member){}

    private:
         int member_;
     };


     inline ostream&operator<<(ostream&out, const KoenigArg& kArg)
    {
         return kArg.print(out);
     }
}

int main()
{
     Koenig::KoenigArg karg(10);
     cout<<karg;

    char c;cin>>c;

    return0;
}

我們通常都會寫如上的代碼，使用operator<<打印對象的狀態(tài)，但是ostream& operator<<(ostream& out, const KoenigArg& kArg) 的定義是處于名字空間Koenig，為什么編譯器在解析main函數(shù)（全局域）里面的operator<<調(diào)用時(shí)，它能夠正確定位到Koenig名字空間里面的operator<<？這是因?yàn)楦鶕?jù)Koenig查找規(guī)則，編譯器需要把參數(shù)類型KoenigArg所在的名字空間Koenig也加入對operator<<調(diào)用的名字查找范圍中。

如果沒有Koenig查找規(guī)則，我們就無法直接寫cout<<karg;，而是需要寫類似Koenig::operator<<(std::cout, karg); 這樣的代碼（使用完全限定名）。嗯，即不直觀也不方便是嗎？更重要的是如果我們寫的是模版代碼，在模版參數(shù)還沒有實(shí)例化之前，我們根本就不知道參數(shù)所處的名字空間，比如：

template<typename T>void print(const T& value)
{
     std::cout<<value;
}

print(karg);

很顯然，你的模版代碼根本無法確認(rèn)T是來自那個(gè)名字空間，直到編譯器對模版實(shí)例化（print(karg); 被調(diào)用）。

對Koenig查找規(guī)則的一個(gè)異議是，由于Koenig查找規(guī)則的存在，處于某個(gè)名字空間的函數(shù)調(diào)用的重載決議會受到另外一個(gè)名字空間的自由函數(shù)所影響，僅僅是由于它使用了另外一個(gè)名字空間的類型作為參數(shù)。在這樣的規(guī)則下，名字空間看起來不像我們一般所想象的那樣是完全封閉和獨(dú)立的。

我們應(yīng)該怎么解釋這樣的異議呢？這樣隱諱的影響或者依賴性是合理的嗎？Herb認(rèn)為，如果我們把另外一個(gè)名字空間的自由函數(shù)（非類成員函數(shù)）也看作是它所涉及的類型的接口的一部分，很顯然，它應(yīng)該參與這樣的重載決議，這樣的跨越名字空間的影響是合理的。從而導(dǎo)出了Herb在傳統(tǒng)類定義之上的一個(gè)更詳細(xì)和完整的解釋（請參考Exceptional C++, Item 32）。

傳統(tǒng)的類定義：

A class describes a set of data, along with the functions that operate on that data.

一個(gè)類描述了數(shù)據(jù)的集合以及操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)。

Herb的類定義，稱之為接口準(zhǔn)則（Interface Principle）：

For a class X, all functions, including free functions, that both

"Mention" X

Are "supplied with" X

are logically part of X, because they form part of the interface of X.

對應(yīng)類X來說，所有函數(shù)，包括自由函數(shù)，只要它們

         提及X（跟X有關(guān)）

         與X一起提供

都在邏輯上被認(rèn)為是X的一部分，因?yàn)樗鼈兪?/span>X的接口的一部分。

關(guān)于Koenig查找，我們該說的都說了嗎？其實(shí)未然，之前所描述的只是Koenig查找一般可能發(fā)生的狀況，當(dāng)Koenig查找規(guī)則和C++ 原來的Ordinal Lookup（OL，順序查找規(guī)則）混合在一起的時(shí)候，它們之間的組合所產(chǎn)生的狀況要比之前的例子復(fù)雜的多……