C/C++编程：名字查找

Love The Way You Lie 2022-11-10 10:37 179阅读 0赞

# 名字查找 #

名字查找，是当程序中出现一个**名字**时，将其**与引入它的`声明`联系起来的过程**

例如，为编译 std::cout << std::endl;，编译器进行了：

*  名字 std 的无限定的名字查找，找到了头文件 中的命名空间 std 的声明
 *  名字 cout 的有限定的名字查找，找到了命名空间 std 中的一个变量声明
 *  名字 endl 的有限定的名字查找，找到了命名空间 std 中的一个函数模板声明
 *  名字 operator <<的`实参依赖查找`，找到了命名空间std中的多个函数模板声明；和名字`std::ostream::operator<<`的有限定名字查找，找到了`std::ostream`类中的多个成员函数声明

对于函数和函数模板中的名字，名字查找可以将同一个名字和多个声明联系起来，而且可能从**实参依赖查找**中得到额外的声明。还会进行**模板实参推导**，并将声明的集合交给**重载决议**，由它选择所要使用的那个声明。`成员访问`的规则只会在名字查找和重载解析之后才被考虑，如果适用的话

*  对所有其他的名字（变量，命名空间，类等等）的名字查找，程序只有在只产生单个声明的情况下才能编译。
 *  对某个作用域中的名字进行查找将寻找到该名字的所有声明，但有一种例外，被称作“ struct hack ”或“类型/非类型名字隐藏”：
    
     *  同一作用域中，某个名字的一些出现可以代表非 typedef 的 class/struct/union/enum 声明，
     *  而其他出现要么全都代表同一个变量、非静态数据成员 (C++14 起)或者枚举项，要么全都代表可能重载的函数或函数模板名。
     *  此情况下无错误，但类型名在查找中被隐藏（代码必须用详述类型说明符来访问它）。

# 查找的类型 #

## 有限定的名字查找 ##

出现在作用域解析操作符 :: 右边的名字是限定名（参阅有限定的标识符）。 限定名可能代表的是：

*  类的成员（包括静态和非静态函数、类型和模板等）
 *  命名空间的成员（包括其它的命名空间）
 *  枚举项

如果`::`左边为空，则查找过程仅会考虑**全局命名空间作用域中作出（或通过 using 声明引入到全局命名空间中）的声明**。这使得即使被局部声明隐藏的名字也能够被访问：

#include <iostream>
    int main() {
        
      struct std{
        };
      std::cout << "fail\n"; // 错误：对 'std' 的无限定查找找到 struct
      ::std::cout << "ok\n"; // 正确： ::std 找到命名空间 std
    }

只有完成对 :: 左边的名字的查找（除非左边所用的是 decltype 表达式或左边为空），才能对其右边的名字进行名字查找。

struct A {
        
      static int n;
    };
    int main() {
        
      int A;
      A::n = 42;    // 正确：对 :: 左边的 A 的无限定查找忽略变量
      A b;          // 错误：对 A 的无限定查找找到了变量 A
    }

> 有限定的标识符

有限定的标识表达式是**在无限定的标识表达式前面带上作用域解析运算符 ::**，以及可选地带上一系列以作用域解析运算符分隔的 枚举、 (C++11 起)类或命名空间的名字，或者 decltype 表达式 (C++11 起)

*  表达式 std::string::npos 是命名在命名空间 std 内的类 string 中的静态成员 npos 的表达式
 *  表达式·`::tolower`命名的是全局命名空间内的函数 tolower
 *  表达式`::std::cout`指名 std 命名空间（顶层命名空间）中的全局变量 cout
 *

> 基本准则：**受限名称的名称查找是一个受限作用域内部进行的，该受限作用域由一个限定的构造所决定。如果该作用域是一个类，那么查找范围可以到达它的基类：但不会考虑它的我外围作用域**

int x;
    class B{
        
        public:
            int i;
    };
    
    class D: public B{
        
        
    };
    
    void f(D *pd){
        
        pd->i = 3;  // OK: 找到B::i
        D::x = 2;   // 错误： 并不能找到外围作用域中的::x
    }

## 无限定的名字查找 ##

> 基本准则：非受限名称的查找和受限名称相反，它(由内到外)**在所有外围类中一层层进行查找**(**但在某个类内部定义的成员函数定义中，它会先查找该类和基类的作用域，然后才查找外围类的作用于**)。这种查找方式也叫做**普通查找**

extern int count ; // 1
    int lookup_example(int count){
          //2
    	if(count < 0){
        
    		int count = 1; // 3
    		lookup_example(count); //非限定的count将会引用3
    	}
    	return count + ::count; / 第一个非受限的count引用2，第2个受限的引用1
    }

无限定的名称查找还可以依赖于**参数的查找（ADL）**

### ADL ###

> 为什么要引入ADL?

我们来看个例子：

template<typename T>
    inline T const & max(T const &a, T const &b){
        
        return  a < b ? b : a;
    }

假如我们现在要让”在另一个名字空间中定义的类型“使用这个模板参数：

namespace BigMath{
        
        class BigNumer{
        
    
        };
    
        bool  operator < (BigNumer const &, BigNumer const &);
    };
    
    using BigMath::BigNumer;
    void g(BigNumer const &a, BigNumer const  &b){
        
        BigNumer x = max(a, b);
    }

结果：  
![在这里插入图片描述][2021042011423314.png]  
原因：max()模板并不知道BigMath名字空间，因此普通查找也找不到**应用于BigNumber类型值的operator<**。如果没有特殊规则的话，这种限制会大大减少C++名字空间中的应用。ADL正式基于这个特殊规则，也是解决这种限制的关键之处

[2021042011423314.png]: /images/20221023/6f8dfd3a70fc44d9b966999dd0579810.png