Step By Step(C++模板解析)

一、符号查找：

    这里先给出两个基本的术语，它们将在后面的篇节中被广泛的引用。
    1. 限定作用域符号：
    如果一个名称(函数名、类名或变量名)的前面包含域解析运算符(::)，或成员访问运算符(. or ->)，这表明该名称将属于某一作用域，那么我们就将该类名称成为限定作用域符号。如：::GetTickCount()、myClass->GetCount()等。与其相反的我们则成为非限定作用域符号，如：GetCount()，GetTickCount()等。
    
    2. 依赖型符号：
    如果一个名称依赖于某个模板参数，如：vector<T>::iterator，这里由于T是一个模板参数，同时也是一个未知类型，因此我们可以称iterator为依赖型符号，如果改为vector<int>::iterator，那么这里的iterator将不再为依赖型符号了。
    C++编译器在进行编译时，需要对一些符号进行查找，以确认其身份是否合法。对于限定作用域的符号，它的查找范围相对有限，如类成员变量，它的查找范围将仅限于当前类、父类等。见如下代码示例和关键性注释：

 1     #include <stdio.h>

 2     

 3     int i;

 4     class Base {

 5     public:

 6         Base() : i(0) {}

 7     protected:

 8         int i;

 9     };

10     

11     class Derive : public Base {

12     public:

13         void DoTest() {

14             //符号i的搜索范围将仅限于当前类和其基类Base。

15             printf("The value of i is %d.\n",this->i);

16         }

17     };

18     

19     int main() {

20         Derive d;

21         d.DoTest();

22         return 0;

23     }

    然而对于非限定作用域符号的查找则没有此类的限制，基本的查找规则为由内到外逐层查找，即先查找类内和父类范围内，如果均为找到，在查找类的外部，如果在外部仍为找到，C++编译器将会启用ADL(参数依赖查找)规则。现在我们还是通过示例来讲清楚这个复杂的概念吧。

    template<typename T>

    T const& max(T const& a, T const& b) {

        return a < b ? b : a;

    }

    namespace BigMath {

        class BigNumber {

            ... ... 

        }

        bool operator<(BigNumber const&, BigNumber const&);

    }

    using BigMath::BigNumber;

    void f(BigNumber const& a, BigNumber const& b) {

        ... ... 

        BigNumber c = max(a,b);

    }

二、ADL(Argument-Dependent Lookup):
    
    首先明确一下，ADL只能应用于非限定作用域符号。C++编译器的符号查找范围将会根据函数的实参进一步扩大，即实参所关联的类和名字关键都将成为本次符号查找的考虑范围了。其基本规则如下：
    1. 对于基本类型，其范围为空集。
    2. 对于指针和数组，其范围为指针或数组类型所关联的类和名字空间。
    3. 对于枚举类型，仅为该枚举声明所在的名字空间。
    4. 对于类类型，将包括类本身和直接基类，以及他们所在的名字空间，如果是模板类，还将包括模板类实例化后模板实参所关联的类和所在的名字空间。
    5. 对于函数，将包括其实参和返回值所关联的类和其所属的名字空间。
    6. 对于类成员指针，除了其外围类之外，还将包括该指针类型所关联的类和名字空间。
    综上所述，我们就可以很容易的理解上面的代码示例了，由于f()函数的参数为BigNumber，编译器在搜索BigNumber的operator<(...)时会考虑到BigNumber所在的名字空间，这样就可以定位到与BigNumber对应的operator<(...)函数了。
    
三、模板解析：

    这里着重讨论的是template关键字的另外一种应用场景，见如下示例代码和关键性注释：

 1     #include <stdio.h>

 2     

 3     template<typename T>

 4     class InnerClass {

 5     public:

 6         static void DoTest() { 

 7             printf("This is InterClass::DoTest().\n"); 

 8         }

 9     };

10     

11     template<typename T>

12     class OuterClass {

13     public:

14         template<typename T2>

15         void func() {

16             T2::DoTest();

17         }

18     };

19     

20     template<typename T> 

21     void DoTest(OuterClass<T>& outClass) {

22         //限定符.前面的变量outClass的类型依赖于模板参数，而其后面的限定符也是一个

23         //模板符号，在这种情况下，为了使编译器能够确切的清楚func符号的类型，我们

24         //需要在.和func之间插入template关键字，以明确告诉编译器func的类型。

25         outClass.template func<InnerClass<T> >();

26     }

27     

28     int main() {

29         OuterClass<int> outClass;

30         DoTest(outClass);

31         return 0;

32     }