为什么我必须写std :: cout而不是std :: <<

Question 1

为什么我必须编写std::cout而不是std::<<像下面这样的代码行：

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, world!";
    return 0;
}

cout来自std库，<<通常不用于移位吗？那么，为什么我也不必::在之前也写作用域运算符<<，因为它也有其他含义？编译器如何知道在之后std::cout，<<意味着另一件事？

Question 2

首先，编译器将查看左侧和右侧的类型<<。std::cout是类型的std::ostream，字符串文字是类型为15的数组const char。由于左侧是类类型，它将搜索名为的函数operator<<。问题是，它在哪里看？

此名称的查询operator<<是所谓的非限定查询，因为函数名称不像一样限定std::operator<<。对函数名称的不合格查找将调用与参数相关的查找。依赖于参数的查找将搜索与参数类型关联的类和名称空间。

当包含时<iostream>，签名的自由功能

template<typename traits>
std::basic_ostream<char, traits>& operator<<(std::basic_ostream<char, traits>&,
                                             const char*);

已在namespace中声明std。该名称空间与的类型相关联std::cout，因此将找到此函数。

std::ostream只是typedef的类型std::basic_ostream<char, std::char_traits<char>>，可以将15const char的数组隐式转换为char const*（指向数组的第一个元素）。因此，可以使用两种参数类型来调用此函数。

还有其他重载operator<<，但我上面提到的函数与参数类型和本例中选择的参数最匹配。

一个与参数相关的查找的简单示例：

namespace my_namespace
{
    struct X {};

    void find_me(X) {}
}

int main()
{
    my_namespace::X x;
    find_me(x);       // finds my_namespace::find_me because of the argument type
}

注意：由于此函数是运算符，因此实际查找要复杂一些。通过在第一个参数（如果是类类型）的范围内进行合格查找来查找它，即作为成员函数。此外，将执行不合格的查找，但会忽略所有成员函数。结果略有不同，因为不合格的查找实际上就像一个两步过程，其中依赖于参数的查找是第二步。如果第一步找到成员函数，则不执行第二步，即不使用依赖于参数的查找。

比较：

namespace my_namespace
{
    struct X
    {
        void find_me(X, int) {}
        void search();
    };
    void find_me(X, double) {}

    void X::search() {
        find_me(*this, 2.5); // only finds X::find_me(int)
        // pure unqualified lookup (1st step) finds the member function
        // argument-dependent lookup is not performed
    }
}

至：

namespace my_namespace
{
    struct X
    {
        void operator<<(int) {}
        void search();
    };
    void operator<<(X, double) {}

    void X::search() {
        *this << 2.5; // find both because both steps are always performed
        // and overload resolution selects the free function
    }
}

Question 3

在 std::cout << "Hello, world!"; //calls std:::operator <<

这是通过依赖于参数的名称查找（ADL，又名Koenig查找）来实现的。

虽然我们只有一个std限定符，但是std名称空间有两件事

cout
<<

没有ADL，（Koenig查找）

std::cout std:: << "Hello World" ;//this won't compile

为了编译它，我们需要使用更丑陋的形式

std::operator<<(std::cout, "Hello, world!");

因此，为了避免这种丑陋的语法，我们必须感谢Koenig Lookup :)

Question 4

编译器认为<<的参数是std :: ostream对象和字符串，因此可以基于此找到正确的operator <<定义。

您可以将运算符（或实际上是任何函数）的参数类型视为其名称的一部分。