在类方法实现的内部使用 `using std::swap` 是什么意思？

Question

我试着学习并采用复制交换惯用法，参考了这个问题中详细的解释：the Copy-Swap Idiom。

但我发现了一些我从未见过的代码：在这个例子中出现了using std::swap; // allow ADL。

class dumb_array
{
public:
    // ...

    void swap(dumb_array& pOther) // nothrow
    {
        using std::swap; // allow ADL    /* <===== THE LINE I DONT UNDERSTAND */

        swap(mSize, pOther.mSize); // with the internal members swapped,
        swap(mArray, pOther.mArray); // *this and pOther are effectively swapped
    }
};

1. 函数实现体内出现的 using std::swap; 是什么意思？
2. ADL 是什么意思？

- Stephane Rolland

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我认为MSalter的回答是更好、更全面的答案，因为他解释了ADL（这也是在此处使用using的整个原因）。我认为你应该选择那个作为解决方案。 - Cheers and hth. - Alf

Answer 1

这个机制通常用于模板化代码，即template <typename Value> class Foo。

现在问题是使用哪种交换方式。 std::swap<Value>可以工作，但可能不是最理想的选择。很有可能类型Value有更好的swap重载，但在哪个命名空间中呢？它几乎肯定不在std::中（因为这是非法的），但很可能在Value的命名空间中。但也有可能不在。

在这种情况下，swap(myValue, anotherValue)将获取到“最佳”的交换方式。参数相关查找将在Value所属的命名空间中找到任何交换方式。否则，using指令会生效，并且将实例化和使用std::swap<Value>。

在您的代码中，mSize很可能是一个整型，mArray是一个指针。两者都没有关联的命名空间，std::swap对它们来说99.9％是最优选择。因此，在这里声明using std::swap;似乎是毫无意义的。

- MSalters

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我认为在std命名空间内提供标准模板函数的特化是合法的。根据§17.4.3.1/1：“程序可以为任何标准库模板添加模板特化到命名空间std中。这样一个标准库模板的特化（完全或部分），除非声明依赖于具有外部链接的用户定义名称，否则会导致未定义行为，并且除非特化符合原始模板的标准库要求。” 话虽如此，在std命名空间中实现 swap 特化并不常见。 - David Rodríguez - dribeas

@dribeas 表示，特化 std::swap 是合法的，如果对用户存有疑虑，应该特化 std::swap 并且 在自己的命名空间中提供一个 swap 函数以便通过 ADL 找到。但是，特化 std::swap 有一些限制，其中最致命的限制在于无法进行部分特化，因为它是函数模板，所以如果您编写了一个类模板（比如新容器），则无法为其特化 std::swap，因此必须采用 ADL 方法。MSalters 的说法是正确的：不能重载 std::swap，只能特化。 - Steve Jessop

Answer 2

using 关键字具有作用域效应。

这意味着在使用 using 关键字的作用域内，std::swap 可以被引用为 swap。

- Benoit

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在这个上下文中，“ADL” 意味着“参数相关的查找”，这让代码可以在定义了本地 swap 函数或没有定义本地 swap 函数的情况下都能使用“swap”。如果本地函数不存在，则使用 std::swap。 - vmpstr

如果您将其作为单独的答案发布，我会投票支持并为您赢得10个声望分数。 - Benoit

说实话，这个回答毫无用处。它没有解释using std::swap和ADL的交互作用。MSalters的回答应该被接受。 - Maxim Egorushkin

@Maxim Yegorushkin：答案可能不完整，但如果提问者不知道using关键字，那么答案并不是无用的。顺便说一句，我已经为MSalters的答案点赞了，因为它比我的更深入。 - Benoit

@Maxim，我的问题主要是关于using关键字，然后只是询问ADL是什么。我很高兴@Benoit和@MSalters分别回答了1.和2。 - Stephane Rolland

Answer 3

通过添加 using std::swap，可以在该函数内提供更广泛的灵活性。由于它是一个模板，所以没有特定类型的交换版本，因此调用任何内置类型的 std 版本都不会产生问题。

假设类 Foo 有一个成员 h，它持有类型 ExampleType，并且我们为 ExampleType 定义了一个特定类型的 swap 版本：

void swap(Foo& lhs, Foo& rhs)
{
    //ERROR: This would only the call std version 
    std::swap(lhs.h, rhs.h);
}

上面的示例只会调用 std 版本，而不是我们的 ExampleType 版本。因此，通过包含 using std::swap，程序将调用我们定义的版本而不是 std::swap：

void swap(Foo& lhs, Foo& rhs)
{
    using std::swap;
    std::swap(lhs.h, rhs.h);   //Using class defined version of swap()
}

即使我们用内置函数替换了被交换的参数，代码仍然可以执行而不会出错，因为编译器会推断std版本是最佳选择。这个概念也被称为参数相关查找或ADL。

- Commader_Quazar