$ clang++ -v
clang version 7.0.0-3~ubuntu0.18.04.1 (tags/RELEASE_700/final)
Target: x86_64-pc-linux-gnu
このコードのコンパイルが通る理由がわかりません。
#include <iostream>
class A{};
template <typename T>
void f(T a)
{
g(a);
}
int main()
{
A a;
f(a);
}
void g(A)
{
std::cout << "A" << std::endl;
}
依存名の名前探索について以下のサイトを参考にしました。
https://ja.cppreference.com/w/cpp/language/dependent_name
名前探索のルール
名前探索で議論した通り、テンプレートで使用される依存名の名前探索はテンプレートの実引数が判明するまで遅延されます。 これは以下の時点になります。
・非 ADL の名前探索がテンプレート定義の文脈から可視な外部リンケージを持つ関数宣言を調べるとき。
・ADL がテンプレート定義の文脈またはテンプレート実体化の文脈のいずれかから可視な外部リンケージを持つ関数宣言を調べるとき。
ADLがvoid g(A)
を発見できる理由がわかりませんでした。
void g(A)
は
テンプレート実体化の文脈 == main関数の2行目f(a)の呼び出し時点
で可視ではないように思えます。
f(a)
の呼び出し時点では、class A
の所属するグローバル名前空間にvoid g(A)
の宣言は追加されていないという理解です。
テンプレートの実体化タイミングか、ADLの挙動の理解に誤りがあるのだろうと思い、ここ数日cppreference.comを読み漁ってみましたが、解決できませんでした。
未定義かとも思い始めたのですが、自分では判断が尽きません。
↓のコードであればコンパイルできるのは理解できるのですが・・・
#include <iostream>
class A{};
template <typename T>
void f(T a)
{
g(a);
}
void g(A)
{
std::cout << "A" << std::endl;
}
int main()
{
A a;
f(a);
}
よろしくお願いします。
774RRさんから頂いた回答及びそのコメントを踏まえての追記
回答ありがとうございます。 皆さんの書き込みを元に、ISO+IEC+14882-1998の3.4.2を読んでみましたが、自分の引用にあるテンプレート実体化時云々という記述はないように思えました。
そこで、齊藤敦志さんの指摘部分についても気になったので、他の部分も少し読んでみたところ、次のような記述がありました。(一部強調と改行を挿入しています)
14.6.4.2 Candidate functions [temp.dep.candidate] 1 For a function call that depends on a template parameter, if the function name is an unqualified-id but not a template-id, the candidate functions are found using the usual lookup rules (3.4.1, 3.4.2) except that:
(非ADL部分なので略)
— For the part of the lookup using associated namespaces (3.4.2), only function declarations with external linkage found in either the template definition context or the template instantiation context are found.
If the call would be ill-formed or would find a better match had the lookup within the associated namespaces considered all the function declarations with external linkage introduced in those namespaces in all translation units, not just considering those declarations found in the template definition and template instantiation contexts, then the program has undefined behavior.
名前探索自体はテンプレート実体化(JISでは具現化)の文脈で行うが、それで発見されない宣言も考慮して未定義動作が規定されている?ように読めました。
直前でonly function ~ template instantiation context
としておきながら、the lookup within the associated namespaces
が集合内の全ての宣言を考慮する可能性に言及している。。。
これを明示的に未定義としている理由は、ADLがそこまで探索するかどうかが処理系定義だったりとか、何かあるのかなぁとぼんやり考えてます。
冷静に考えてみると、その翻訳単位でのテンプレートの実体化時点までしか考慮しないなら、他の翻訳単位に存在する名前とマッチしなくなってしまうのでそれもおかしな話な気がしてきました。
(しかし定義されていないことは未定義ともあるので、未定義では?とも思ってしまう)
さらに追記
14.6.4.1 Point of instantiation
に関数テンプレート実体化タイミングについて次のような記載がありました
the point of instantiation for such a specialization immediately follows the namespace scope declaration or definition that refers to the specialization.
3.3.5 Namespace scope [basic.scope.namespace]
1 The declarative region of a namespace-definition is its namespace-body.
JIS版
名前空間有効範囲《名前空間定義》の宣言領域は,その《名前空間本体》とする。
ということで関数テンプレートが呼び出された名前空間の直後で実体化するため、全宣言が追加された状態で探索されるということなのかもしれません。
ただ翻訳単位が違う場合とか、名前空間の並び順によって左右されそうな気もしたり、厳密なことは結局今一わからないままですが・・・
とりあえずこの辺のコンパイラの実装大変そうだし、コンパイラの都合を考えてある程度柔軟に解釈するべきなのかもなぁと思いました。