Поиск Кенига или как найти то, чего не видно

С места в карьер! Скомпилируется ли следующий код? Если да – почему? Если нет – почему?

#include <iostream>

namespace A {
    struct SomeClass {};

    void func(const SomeClass& value) {
    std::cout << "Hello from A::func!" << std::endl;
    }
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    func(A::SomeClass{});
    return 0;
}

Да, такой код скомпилируется, несмотря на то, что мы не указали пространство имён при вызове функции func. Как же компилятор догадался «заглянуть» в namespace A и поискать функцию там? Ответ можно прочитать в заголовке этой заметки

Поиск Кенига (Koenig lookup или Argument-dependent lookup)

Правила этого поиска довольно сложны и включают в себя девять (!!!) пунктов различных условий. Однако то, что нас интересует в данный момент, можно выразить достаточно просто: при разрешении вызова функции список кандидатов составляется не только из элементов, доступных в данном пространстве имён, но и в пространствах имён аргументов вызова.

Таким образом, встретив вызов

func(A::SomeClass{});

компилятор будет искать целевую функцию с именем func не только в текущем пространстве имён, но и в пространстве имён аргумента (в данном случае в namespace A).

Почему поиск работает именно так, а не иначе?

Вопрос резонный. Для того, чтобы лучше понять и запомнить что-то, иногда бывает полезно осознать мотивацию. Тем более в данном случае мотивация очень и очень серьёзная. Достаточно посмотреть на следующий пример кода, который пришлось бы написать, не будь в языке C++ реализован ADL:

// std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
std::operator<<(std::operator<<(std::cout, "Hello, World!"), "\n");

Обратите внимание на закомментированную строчку 1. Знакомо, не правда ли? Каждый программист на C++ довольно часто пользуется оператором operator<< для вывода в std::cout. Но проблема в том, что в глобальном пространстве имён такого оператора нет!

Он имеется только в пространстве имён std. Поэтому без поиска Кенига нам бы пришлось написать полную квалификацию пространств имён используемых функций (в данном случае это operator<<).

В результате изо дня в день пришлось бы писать строчки, как строка 2 в приведённом выше примере. Спасибо Кенигу! Оказывается, мы пользуемся его творением практически постоянно!

Полезная ссылка на почитать

Есть вопрос? Напишите в комментариях!