C++ 运算符查找规则 / Koenig 查找

Question

C++ 运算符查找规则 / Koenig 查找

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在编写测试套件时，我需要为Boost单元测试提供operator<<(std::ostream&...的实现。

这段代码有效：

namespace theseus { namespace core {
    std::ostream& operator<<(std::ostream& ss, const PixelRGB& p) {
        return (ss << "PixelRGB(" << (int)p.r << "," << (int)p.g << "," << (int)p.b << ")");
    }
}}

这个没有：

std::ostream& operator<<(std::ostream& ss, const theseus::core::PixelRGB& p) {
    return (ss << "PixelRGB(" << (int)p.r << "," << (int)p.g << "," << (int)p.b << ")");
}

显然，当g++试图解析操作符的使用时，第二个并没有包含在候选匹配中。为什么会这样（是什么规则导致了这种情况）？

调用operator<<的代码深入到了Boost单元测试框架中，但以下是测试代码：

BOOST_AUTO_TEST_SUITE(core_image)

BOOST_AUTO_TEST_CASE(test_output) {
    using namespace theseus::core;
    BOOST_TEST_MESSAGE(PixelRGB(5,5,5)); // only compiles with operator<< definition inside theseus::core
    std::cout << PixelRGB(5,5,5) << "\n"; // works with either definition
    BOOST_CHECK(true); // prevent no-assertion error
}

BOOST_AUTO_TEST_SUITE_END()

供参考，我正在使用g++ 4.4（虽然目前我假设这种行为符合标准）。

- John Bartholomew

你是在哪个作用域中尝试使用你的 operator<<？ - CB Bailey

@Charles：我已经编辑添加了测试代码。 - John Bartholomew

2个回答

1

运算符重载类似于函数，但有些不同之处，其中一个区别是命名空间查找。

像函数一样，运算符重载也属于命名空间，但是像函数那样进行作用域限制是不可行的。想象一下，如果您的代码必须调用

std::cout thesus::core::<< p; // ouch and obviously incorrect syntax

因此，<< 运算符必须在其中一个参数的命名空间中，可以是 std（用于 cout），也可以是 p 的命名空间，在这种情况下为 thesus::core。

这就是 Koenig 查找原则。您必须在正确的命名空间中定义运算符重载。

- CashCow

2

解决重载运算符的查找规则与解决重载函数的规则完全相同。 - CB Bailey

@Charles：是的，尽管名称隐藏行为略有不同。实际上，这并不是那么微妙... https://dev59.com/goDba4cB1Zd3GeqPFow4 - Lightness Races in Orbit

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- dancl · Accepted Answer

在参数依赖查找（Koenig查找的正确名称）中，编译器将在每个参数的命名空间中声明的函数添加到重载函数集中。

在您的情况下，第一个operator<<声明在命名空间thesus::core中，这是您调用运算符的参数类型。因此，由于它在关联的命名空间中声明，因此会考虑使用此operator<<进行ADL。

在第二种情况下，operator<<似乎是在全局命名空间中声明的，这不是与参数一来自命名空间std和参数二来自命名空间theseus::core的相关命名空间。

实际上，也许您的第二个operator<<并非在全局命名空间中声明，因为通过查看父级范围可以找到它。也许您的代码更像是这样的？如果您可以发布更多代码，我们可以提供更好的答案。

好的，我记得，当ADL在当前作用域中找到名称时，它不会在父作用域中查找。因此，boost宏BOOST_TEST_MESSAGE会扩展以包括operator<<，并且在表达式和全局范围之间存在一个非可行的operator<<。我更新了代码以说明这一点（希望如此）。

#include <iostream>

namespace NS1
{
  class A
  {};

  // this is found by expr in NS2 because of ADL
  std::ostream & operator<<(std::ostream &, NS1::A &);
}


// this is not seen because lookup for the expression in NS2::foo stops when it finds the operator<< in NS2
std::ostream & operator<<(std::ostream &, NS1::A &);

namespace NS2
{
    class B
    {};

    // if you comment this out lookup will look in the parent scope
    std::ostream & operator<<(std::ostream &, B &);

    void foo(NS1::A &a)
    {
        std::cout << a;
    }  
}