Warum schlägt die argumentabhängige Suche (ADL) mit explizit instanziierten Funktionsvorlagen fehl?

ADL- und Funktionsvorlagensuche

Funktionsvorlagen spielen eine wichtige Rolle in der C-Programmierung und ermöglichen die Wiederverwendung von Code und generische Funktionalität. Bei der Verwendung von Argument Dependent Lookup (ADL) zum Auffinden von Funktionsvorlagen in bestimmten Namespaces tritt jedoch eine subtile Einschränkung auf.

Das Problem tritt auf, wenn versucht wird, eine Funktionsvorlage mit expliziten Vorlagenargumenten aufzurufen, wie im folgenden Code dargestellt Ausschnitt:

namespace ns {
    struct foo {};
    template<int i> void frob(foo const&amp;) {}
    void non_template(foo const&amp;) {}
}

int main() {
    ns::foo f;
    non_template(f); // This is fine.
    frob<0>(f); // This is not.
}

Der Grund für diesen Fehler liegt in einer bestimmten Klausel im C-Standard. Gemäß C-Standard 03 14.8.1.6 gilt ADL nicht beim Aufrufen von Funktionsvorlagen mit expliziten Vorlagenargumenten, es sei denn, eine Funktionsvorlage mit diesem Namen ist zum Zeitpunkt des Aufrufs sichtbar.

Im obigen Beispiel ist dies der Fall Keine Funktionsvorlage mit dem Namen Frob im aktuellen Bereich sichtbar, wenn Frob<0>(f); heißt. Daher wird ADL nicht ausgelöst und der Compiler findet die gewünschte Funktionsvorlage nicht.

Um diese Einschränkung zu umgehen, kann man den Namespace explizit vor der Funktionsvorlage angeben, wie unten gezeigt:

ns::frob<0>(f);

In diesem Fall ist ADL nicht erforderlich, da die Funktionsvorlage direkt aus dem enthaltenden Namespace aufgerufen wird.

Das folgende Codebeispiel veranschaulicht das Verhalten von ADL weiter mit Funktionsvorlagen:

namespace A {
  struct B { };
  template<int X> void f(B);
}
namespace C {
  template<class T> void f(T t);
}
void g(A::B b) {
  f<3>(b);    //ill-formed: not a function call
  A::f<3>(b); //well-formed
  C::f<3>(b); //ill-formed; argument dependent lookup
              // applies only to unqualified names
  using C::f;
  f<3>(b);    //well-formed because C::f is visible; then
              // A::f is found by argument dependent lookup
}

In diesem Beispiel ist die Funktionsvorlage f in beiden Namensräumen A und C definiert. Wenn der Aufruf f<3>(b); erstellt wird, prüft der Compiler zunächst den aktuellen Bereich und findet keine sichtbare f-Vorlage. Dann wird ADL angewendet, aber da f ein nicht qualifizierter Name ist, kann es keine Funktionsvorlagen in anderen Namespaces finden.

Um die Vorlage aus Namespace C aufzurufen, muss man den Namen explizit mit C::f oder der using-Direktive qualifizieren wie im Code gezeigt.

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