为什么在这种情况下编译器会选择错误的函数重载？

Question

我正在试用 Sean Parent 在 GoingNative 2013 演讲中提供的代码 - "Inheritance is the base class of evil".（上一张幻灯片中的代码https://gist.github.com/berkus/7041546

我已经尝试自己实现相同的目标，但我不明白为什么下面的代码不会像我预期的那样运行。

#include <boost/smart_ptr.hpp>
#include <iostream>
#include <ostream>

template <typename T>
void draw(const T& t, std::ostream& out)
{
    std::cout << "Template version" << '\n';
    out << t << '\n';
}

class object_t
{
public:
    template <typename T>
    explicit object_t (T rhs) : self(new model<T>(rhs)) {};

    friend void draw(const object_t& obj, std::ostream& out)
    {
        obj.self->draw(out);
    }

private:
    struct concept_t
    {
        virtual ~concept_t() {};
        virtual void draw(std::ostream&) const = 0;
    };

    template <typename T>
    struct model : concept_t
    {
        model(T rhs) : data(rhs) {};
        void draw(std::ostream& out) const
        {
            ::draw(data, out);
        }

        T data;
    };

    boost::scoped_ptr<concept_t> self;
};

class MyClass {};

void draw(const MyClass&, std::ostream& out)
{
    std::cout << "MyClass version" << '\n';
    out << "MyClass" << '\n';
}

int main()
{
    object_t first(1);
    draw(first, std::cout);

    const object_t second((MyClass()));
    draw(second, std::cout);

    return 0;
}

此版本可以很好地处理打印int，但在第二种情况下无法编译，因为编译器不知道如何将MyClass 与operator<< 一起使用。我不明白为什么编译器不会选择专门为MyClass 提供的第二个重载。如果我更改 model::draw() 方法的名称并从其主体中删除 :: 全局命名空间说明符，或者如果我将 MyClass 的 draw 全局函数更改为完整的模板特化，则代码可以编译并正常工作。

我得到的错误信息如下，之后是一堆candidate function not viable...

t76_stack_friend_fcn_visibility.cpp:9:9: error: invalid operands to binary expression ('std::ostream' (aka 'basic_ostream<char>') and 'const MyClass')
    out << t << '\n';
    ~~~ ^  ~
t76_stack_friend_fcn_visibility.cpp:36:15: note: in instantiation of function template specialization 'draw<MyClass>' requested here
            ::draw(data, out);
              ^
t76_stack_friend_fcn_visibility.cpp:33:9: note: in instantiation of member function 'object_t::model<MyClass>::draw' requested here
        model(T rhs) : data(rhs) {};
        ^
t76_stack_friend_fcn_visibility.cpp:16:42: note: in instantiation of member function 'object_t::model<MyClass>::model' requested here
    explicit object_t (T rhs) : self(new model<T>(rhs)) {};
                                         ^
t76_stack_friend_fcn_visibility.cpp:58:20: note: in instantiation of function template specialization 'object_t::object_t<MyClass>' requested here
    const object_t second((MyClass()));
                   ^

为什么选择全局绘制模板函数的模板版本而不是 MyClass 函数重载？是因为模板引用是贪婪的吗？如何解决这个问题？

Answer 1

因为您在函数调用中使用了限定名称。 [temp.dep.candidate]：

对于依赖于模板参数的函数调用， 使用通常的查找规则（3.4.1， 3.4.2, 3.4.3) 除了：

• 对于使用非限定名称查找 (3.4.1) 或限定名称查找 (3.4.3) 的查找部分，仅来自 找到模板定义上下文。
• 对于使用关联命名空间 (3.4.2) 的查找部分，仅在任一模板定义中找到函数声明 找到上下文或模板实例化上下文。

§3.4.2（别名 [basic.lookup.argdep]）：

当函数调用 (5.2.2) 中的 postfix-expression 是 unqualified-id 时，其他命名空间在此期间不考虑通常的 unqualified lookup (3.4.1) 可能会被搜索，并且在那些命名空间中， 命名空间范围的友元函数声明（11.3），否则 可以找到可见的。

所以基本上 ADL 不适用，因为调用使用了限定 ID。
正如 Barry 显示的 in his answer，您可以通过使呼叫不合格来解决此问题：

void draw(std::ostream& out) const
{
    using ::draw;
    draw(data, out);
}

您必须在此之前添加using-声明。否则非限定名查找会在按升序搜索声明性区域时首先找到model<>::draw 成员函数，并且不会进一步搜索。但不仅如此 - 因为 model<>::draw（它是一个类成员）在我的非限定名称查找中找到，ADL 没有被调用，[basic.lookup.argdep]/ 3：

让X 是由非限定查找（3.4.1）产生的查找集，并且 让Y 成为由参数相关查找产生的查找集 （定义如下）。如果X 包含

• 类成员的声明，或
• 不是using-declaration的块范围函数声明，或
• 既不是函数也不是函数模板的声明

然后Y 为空。否则，Y 是在与 参数类型如下所述。

因此，如果提供了using-声明，则通过非限定名称查找找到的唯一声明将是引入model::draw 声明区域的全局draw 模板。 然后调用 ADL 并为 MyClass const& 找到后来声明的 draw 函数。

Answer 2

当您直接调用::draw() 时，您无法正确使用ADL。 （为什么？我实际上并不知道具体，希望有人也能进来向我解释一下[编辑：请参阅Columbo's answer 的原因]）但是为了实际使用 ADL，你需要像这样对draw 进行无条件调用：

void draw(std::ostream& out) const
{
    using ::draw;
    draw(data, out);
}

这将正确找到重载draw(const MyClass&, std::ostream&)。