什么是“Argument-Dependent Lookup”（又名ADL或“Koenig Lookup”）？

时间：2011-11-13 12:58:44

标签： c++ argument-dependent-lookup name-lookup c++-faq

对于什么参数依赖查找有什么好的解释？许多人也称它为Koenig Lookup。

我最好知道：

  • 为什么这是好事？
  • 为什么这是件坏事？
  • 它是如何运作的？

4 个答案:

答案 0 :(得分：191)

Koenig Lookup 或 Argument Dependent Lookup ，描述了编译器如何在C ++中查找非限定名称。

C ++ 11标准§3.4.2/ 1声明：

  

当函数调用（5.2.2）中的postfix-expression是非限定id时，可能会搜索在通常的非限定查找（3.4.1）中未考虑的其他名称空间，并且在这些名称空间中，名称空间范围的朋友可能找不到其他方面不可见的函数声明（11.3）。对搜索的这些修改取决于参数的类型（以及模板模板参数，模板的命名空间）   参数）。

简单来说，Nicolai Josuttis说 1 ：

  

如果在函数的命名空间中定义了一个或多个参数类型，则不必为命名空间限定命名空间。

一个简单的代码示例：

namespace MyNamespace
{
    class MyClass {};
    void doSomething(MyClass);
}

MyNamespace::MyClass obj; // global object


int main()
{
    doSomething(obj); // Works Fine - MyNamespace::doSomething() is called.
}

在上面的示例中，既没有using - 声明也没有using - 指令，但编译器仍然正确地将非限定名称doSomething()标识为在命名空间{{1}中声明的函数通过应用 Koenig查找。

它是如何运作的？

该算法告诉编译器不仅要查看本地范围，还要查看包含参数类型的命名空间。因此，在上面的代码中，编译器发现作为函数MyNamespace的参数的对象obj属于名称空间doSomething()。因此，它查看该命名空间以找到MyNamespace的声明。

Koenig查找的优势是什么？

正如上面的简单代码示例所示，Koenig查找为程序员提供了方便和易用性。如果没有Koenig查找，程序员就会有开销，重复指定完全限定名称，或者使用大量doSomething() - 声明。

为什么批评Koenig查找？

过度依赖Koenig查找可能会导致语义问题，并且有时会让程序员措手不及。

考虑 std::swap 的示例，它是交换两个值的标准库算法。使用Koenig查找时，在使用此算法时必须谨慎，因为：

using

可能不会显示与以下相同的行为：

std::swap(obj1,obj2);

使用ADL，调用哪个版本的using std::swap; swap(obj1, obj2); 函数取决于传递给它的参数的名称空间。

如果存在名称空间swap以及A，A::obj1＆amp; A::obj2存在，然后第二个示例将调用A::swap()，这可能不是用户想要的。

此外，如果由于某种原因定义了A::swap()和A::swap(A::MyClass&, A::MyClass&)，则第一个示例将调用std::swap(A::MyClass&, A::MyClass&)，但第二个示例将无法编译，因为std::swap(A::MyClass&, A::MyClass&)将不明确

花絮：

为什么称它为“Koenig查找”？

因为它是由前AT＆amp; T和贝尔实验室研究员和程序员设计的， Andrew Koenig 。

进一步阅读：

<子> 1 Koenig查找的定义如Josuttis的书中所定义， The C ++ Standard Library：A Tutorial and Reference 。

答案 1 :(得分：58)

在Koenig Lookup中，如果在未指定其名称空间的情况下调用函数，则函数名称​​也在名称空间中搜索，其中定义了参数的类型。这就是为什么它也被称为Argument-Dependent name Lookup，简而言之就是ADL。

正是因为Koenig Lookup，我们可以这样写：

std::cout << "Hello World!" << "\n";

否则，我们必须写：

std::operator<<(std::operator<<(std::cout, "Hello World!"), "\n");

打字太多了，代码看起来真的太丑了！

换句话说，在没有Koenig Lookup的情况下，即使 Hello World 程序看起来也很复杂。

答案 2 :(得分：26)

也许最好先从为什么开始，然后再去了解。

当引入名称空间时，想法是在名称空间中定义所有内容，以便单独的库不会相互干扰。然而，这引入了运营商的问题。请查看以下代码示例：

namespace N
{
  class X {};
  void f(X);
  X& operator++(X&);
}

int main()
{
  // define an object of type X
  N::X x;

  // apply f to it
  N::f(x);

  // apply operator++ to it
  ???
}

当然你可以编写N::operator++(x)，但这可能会破坏运算符重载的整个过程。因此，必须找到一个解决方案，允许编译器找到operator++(X&)，尽管事实上它不在范围内。另一方面，它仍然不应该在另一个无关的命名空间中找到另一个operator++，这可能会使调用变得模糊（在这个简单的例子中，你不会产生歧义，但在更复杂的例子中，你可能会） 。解决方案是Argument Dependent Lookup（ADL），这种方式称为，因为查找依赖于参数（更准确地说，取决于参数的类型）。由于该计划是由Andrew R. Koenig发明的，因此通常也称为Koenig查找。

诀窍在于，对于函数调用，除了正常的名称查找（在使用点查找范围内的名称）之外，还会在给予函数的任何参数的类型范围内进行第二次查找。因此，在上面的示例中，如果您在main中编写x++，它不仅会在全局范围内查找operator++，还会在x，{{1}的类型范围内查找N::X }，已定义，即在namespace N中。并且它找到了匹配的operator++，因此x++才有效。但是，将找不到另一个名称空间中定义的另一个operator++，例如N2。由于ADL不仅限于名称空间，因此您还可以在f(x)中使用N::f(x)代替main()。

答案 3 :(得分：19)

在我看来，并非一切都很好。人们，包括编译器供应商，一直在侮辱它，因为它有时是不幸的行为。

ADL负责对C ++ 11中的for-range循环进行重大改造。要理解为什么ADL有时会产生意想不到的影响，请考虑不仅考虑定义参数的名称空间，还要考虑参数的模板参数的参数，函数类型的参数类型/这些参数的指针类型的指针类型等等。

使用boost

的示例 
std::vector<boost::shared_ptr<int>> v;
auto x = begin(v);

如果用户使用boost.range库，则会导致歧义，因为找到了std::begin（通过ADL使用std::vector）并找到boost::begin（通过ADL使用{ {1}}）。

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