C++ Name Lookup：Qualified Name Lookup 詳解

1. 簡介

C++ 名稱查找是透過名稱找到對應宣告的過程。對於函數，可能匹配多個宣稱，再經過 Argument-dependent Lookup、Template Argument Deduction、Overload Resolution 解析。名稱查找分為 Qualified（帶 ::）與 Unqualified（不帶 ::）兩類。

2. Qualified Name Lookup 規則

Qualified name 出現在 :: 右側，可為類成員、命名空間成員、枚舉等。

2.1 全域命名空間

:: 左側無元素時預設為全域命名空間：

struct std {}; 
std::cout << "fail"; // 錯誤：unqualified lookup 找到 struct std
::std::cout << "ok";  // 正確：::std 找到命名空間 std

2.2 查找順序與作用域

• 由左至右查找，:: 左側元素只能是命名空間、類、枚舉、模板。
• 若 qualified name 用於宣告，其右側所有同名查找均在該作用域，左側不受影響。

class X {};
constexpr int number = 100;
class C {
    class X {};
    static const int number = 50;
    static X arr[number];
};
X C::arr[number], brr[number]; // 錯誤：arr 後的 number 在 C:: 中查找
C::X C::arr[number], brr[number]; // 正確

2.3 解構函數查找

若 :: 右側為解構函數，其名稱查找與左側一致：

struct C { typedef int I; };
typedef int I1, I2;
struct A { ~A(){}; };
typedef A AB;
int main() {
    p->C::I::~I();   // ~ 後的 I 在 C 中查找
    q->I1::~I2();    // I2 在當前作用域查找
    AB x; x.AB::~AB(); // AB 在當前作用域查找
}

2.4 同名類名與 Elaborated Type Specifier

:: 兩側同為類名時視為建構函數；使用 elaborated type specifier（如 struct A::A）則忽略函數，視為類型：

struct A { A(); };
struct B : A { B(); };
A::A() {} // 建構函數
B::B() {} // 建構函數
B::A ba;  // 類型 A
A::A a;   // 錯誤
struct A::A a2; // 正確：elaborated type specifier 忽略函數

2.5 存取被隱藏成員

Qualified name 可存取被嵌套或繼承隱藏的成員：

struct B { virtual void foo(); };
struct D : B { void foo() override; };
int main() {
    D x; B& b = x;
    b.foo();      // 動態分派呼叫 D::foo
    b.B::foo();   // 靜態分派呼叫 B::foo
}

2.6 命名空間與 using 指令

命名空間中 qualified name 遞歸查找，允許同一實體經由不同路徑被找到：

namespace A { int a; }
namespace B { using namespace A; }
namespace D { using A::a; }
namespace BD { using namespace B; using namespace D; }
void g() { BD::a++; } // OK：經由 B 和 D 找到同一 A::a

總結

Qualified name lookup 規則嚴謹，理解其作用域遞歸、隱藏成員存取、elaborated type specifier 等細節，對編寫正確、可維護的 C++ 程式碼至關重要。