c++中什么是两阶段名称查找（two-phase name lookup）_c++模板编译与作用域解析机制

两阶段名称查找指C++模板中名称分定义期和实例化期查找：非依赖名称在定义时解析，依赖名称在实例化时解析。例如，cout等全局名需在定义处可见，而T::do_something等依赖名延迟解析，需用typename或template关键字提示类型或模板调用，ADL则允许依赖参数的函数如swap(a,b)在实例化时查找。

在C++模板编程中，两阶段名称查找（two-phase name lookup）是编译器解析模板中标识符名称的机制。它主要影响模板定义中出现的符号如何被查找和绑定，尤其在涉及依赖类型和非依赖类型时表现不同。理解这一机制对编写正确且可移植的模板代码至关重要。

什么是两阶段名称查找

两阶段名称查找是指：当编译器处理类模板或函数模板时，会将模板内部出现的名称分为两类，并在两个不同阶段进行查找：

• 第一阶段：在模板定义时，查找非依赖名称（non-dependent names）。
• 第二阶段：在模板实例化时，查找依赖名称（dependent names）。

这里的“依赖”指的是名称是否依赖于模板参数。如果是，则称为依赖名称；否则为非依赖名称。

非依赖名称与依赖名称的区别

区分这两类名称是理解两阶段查找的关键。

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• 非依赖名称：不依赖任何模板参数的名称。例如全局函数、普通变量、不在模板参数中的类成员等。这些名称在模板定义时就尝试解析。
• 依赖名称：其含义依赖于模板参数的名称。比如T::value_type、x.template get() 或 static_cast(ptr) 中与 T 相关的部分。这类名称的查找推迟到模板实例化时。

示例：

template 
void foo() {
    cout << "Hello";        // 'cout' 是非依赖名称
    T::do_something();      // 'do_something' 是依赖名称（依赖 T）
}

在这个例子中，cout 在第一阶段查找，而 T::do_something() 到第二阶段才查找。

查找规则的实际影响

由于第一阶段只做有限查找，某些看似合理的代码可能无法通过编译。

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常见问题包括：

• 如果在模板中使用了某个全局函数或类型，但没有在模板定义处可见，即使在实例化位置有声明，也可能报错 —— 因为非依赖名称必须在定义时可查。
• 对于嵌套类型或静态成员（如 T::type），必须用 typename 前缀表明它是类型，否则会被当作值处理。
• 调用模板成员函数时，若包含尖括号（如 obj.template method()），需要用 template 关键字提示编译器这是模板调用。

示例：

template 
struct wrapper {
    typename T::iterator it;           // 必须加 typename
    void call_f() {
        this->template get_data(); // 必须加 template
    }
};

ADL（参数依赖查找）的例外情况

对于函数调用，如果函数名是依赖类型的实参所决定的，会发生参数依赖查找（Argument-Dependent Lookup），也叫Koenig查找。这种查找延迟到实例化阶段进行。

例如：

template 
void call_swap(T& a, T& b) {
    swap(a, b);  // 如果 swap 对 T 是特化的，会在实例化时找到对应版本
}

这里虽然 swap 看似是非依赖名称，但由于参数 a 和 b 的类型依赖模板参数 T，ADL 允许在实例化时再查找合适的 swap 函数。

基本上就这些。掌握两阶段查找有助于避免模板编译错误，尤其是在大型项目或多命名空间环境中。关键是分清哪些名称依赖模板参数，哪些不依赖，并正确使用 typename 和 template 提示符。这机制虽复杂，但一旦理解，模板调试会轻松很多。