为什么在语句“std::cout << std::endl;”中使用参数依赖查找时，“std::endl”需要命名空间限定符？

Question

我在浏览关于ADL（依赖参数名称查找）的维基百科条目时，发现以下示例（2014年1月4日）：

#include<iostream>

int main() 
{
  std::cout << "Hello World, where did operator<<() come from?" << std::endl;
}

...带有以下注释：

请注意，std::endl是一个函数，但它需要完全限定， 因为它被用作operator<<的参数（std::endl是一个函数指针，而不是函数调用）。

我的想法是，这个注释是不正确的（或者只是不清楚）。我正在考虑改变注释，以便说：

请注意，std::endl需要完全限定， 因为ADL不适用于函数调用的参数；它仅适用于函数名称本身。

我是否正确地理解了维基百科的注释？我的修改是否正确？（即，在这个例子中，我对ADL的理解是否正确？）

- Dan Nissenbaum

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同样的原因，为什么 cout 需要命名空间限定。 - user541686

@Mehrdad 虽然可以想象，如果 ADL 用于查找作为函数的其他参数使用的名称，则可以使用 ADL 找到该名称。 - Dan Nissenbaum

ADL的意思是函数的名称可以从参数中推断出来，而不是反过来。 - Kerrek SB

@KerrekSB 还有第三种可能的情况 - 即可以从某个参数推断出其他参数的名称。我（认为我）知道这不是ADL的工作方式；因此我建议编辑维基百科文章。 - Dan Nissenbaum

@DanNissenbaum：您为什么会这样认为？我认为[basic.lookup.argdep]非常清晰：“可以搜索其他命名空间[用于后缀表达式的名称……]。这些对搜索的修改取决于参数的类型”。 - Kerrek SB

@KerrekSB 或许这需要另一个问题，但是 namespace Foo { class A{}; class B{}; void f(A, B){} } 接着 Foo::A a; f(a, B()); 是否正确地定位了名称 B？（如果我理解正确的话，这将是ADL在命名空间内成功定位函数调用的参数类型，给定另一个已知类型定义在该命名空间中的函数参数。） - Dan Nissenbaum

Answer 1

维基百科所说的完全没有问题。

std::cout << "Hello World, where did operator<<() come from?" << std::endl

等价于以下内容（假设operator<<已经作为自由函数实现）

operator<<(
    operator<<(std::cout, "Hello World, where did operator<<() come from?"),
    std::endl)

由于这是参数依赖查找（函数的），而不是"参数查找"，因此明显需要对cout和endl都进行命名空间限定。
参数决定要调用的函数，而不是反过来。

- user541686

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好观点。当展开嵌套时，可以清楚地看到std::endl是第一个调用operator<<的namespace std中的唯一参数，因此需要触发ADL。然而：难道维基百科中的注释（std::endl是函数指针，而不是函数调用）不是无关紧要的（因此具有误导性）吗？ - Dan Nissenbaum

@DanNissenbaum: 我想我可以同意，这可能会有点误导，因为如果有一个 std :: get_endl() 函数返回了 std::endl，那么它将是一个函数调用，但这与整个 ADL 问题无关。这是一种迂回的思考方式，所以不常见将其解释为这样，但如果您这样做，我想这确实令人困惑。您所说的肯定没有错，所以也许可以继续更改？ - user541686

@DanNissenbaum：我认为Wikipedia的意图是反驳可能的争论，即“但‘endl(std :: cout)’不需要命名空间限定！”对此的答案是“这里的' endl '是一个函数调用，而不是一个函数指针”。 在那个情境下有道理，但如果你字面上阅读它，我可以理解为什么会误导人。 - user541686

Answer 2

原始措辞和您的措辞都是正确的。

std::endl是一个函数。参见C++03规范第27.6节[lib.iostream.format]：

头文件<ostream>概要

namespace std {
template <class charT, class traits = char_traits<charT> >
class basic_ostream;
typedef basic_ostream<char> ostream;
typedef basic_ostream<wchar_t> wostream;
template <class charT, class traits>
basic_ostream<charT,traits>& endl(basic_ostream<charT,traits>& os);
...

在这种情况下，std::endl函数（更准确地说，它所衰变成的函数指针）被作为参数传递给operator<<。由于它是一个参数，因此ADL不适用。

- Nemo

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如果是这样，我认为维基百科上的该语句：“(std::endl是一个函数指针，而不是一个函数调用)”与ADL无关，因此具有误导性。我想删除它。 - Dan Nissenbaum

从技术上讲，这并没有错...但我同意它似乎是无关紧要的，并且可能会引起误导。所以我会说去做吧。 - Nemo

Answer 3

维基百科的条目是正确的。事实上，operator<<的一个操作数在std命名空间中，这导致了名称查找将std命名空间中的operator<<声明包含在提供给重载决议的候选声明集中。

- jthill

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请注意，我询问的不是查找函数声明，而是查找函数的另一个参数。换句话说，因为至少有一个参数在namespace std中，ADL可以被用来查找该命名空间中其他参数的位置，以定位函数。 - Dan Nissenbaum

@DanNissenbaum 这将是关于参数名称的函数相关查找，而不是关于函数名称的参数相关查找。 - jthill

因此，根据这个推理，我认为我的建议更改是正确的。也许我没理解。 - Dan Nissenbaum

@DanNissenbaum 我认为你修改后的版本和维基百科的版本都是正确的。如果我想改进它，我会重申我之前所说的话，即搜索所有提供参数的命名空间以查找重载候选项（也许还可以添加一句话，由于没有为 endl 提供参数，因此需要限定符或使用）。 - jthill