提问人:Scottie T 提问时间:12/11/2008 最后编辑:James McNellisScottie T 更新时间:2/15/2023 访问量:176102
为什么使用未命名的命名空间,它们有什么好处?
Why are unnamed namespaces used and what are their benefits?
问:
我刚刚加入了一个新的C++软件项目,我正在尝试理解设计。该项目经常使用未命名的命名空间。例如,类定义文件中可能会出现类似这样的情况:
// newusertype.cc
namespace {
const int SIZE_OF_ARRAY_X;
const int SIZE_OF_ARRAY_Y;
bool getState(userType*,otherUserType*);
}
newusertype::newusertype(...) {...
可能导致使用未命名命名空间的设计注意事项是什么?有什么优点和缺点?
答:
在匿名命名空间中包含某些内容意味着它是此转换单元(.cpp 文件及其所有包含)的本地内容,这意味着如果在其他地方定义了另一个具有相同名称的符号,则不会违反一个定义规则 (ODR)。
这与具有静态全局变量或静态函数的 C 方式相同,但它也可用于类定义(并且应该使用而不是在 C++ 中使用)。static
同一文件中的所有匿名命名空间都被视为同一命名空间,不同文件中的所有匿名命名空间都是不同的。匿名命名空间等效于:
namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42 {
...
}
using namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42;
匿名命名空间使包含的变量、函数、类等仅在该文件中可用。在您的示例中,这是一种避免全局变量的方法。没有运行时或编译时性能差异。
除了“我希望这个变量、函数、类等是公共的还是私有的”之外,没有那么多的优点或缺点。
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未命名的命名空间是使标识符转换单元本地化的实用程序。它们的行为就像您为命名空间的每个翻译单元选择唯一名称一样:
namespace unique { /* empty */ }
using namespace unique;
namespace unique { /* namespace body. stuff in here */ }
使用空正文的额外步骤很重要,因此您已经可以在命名空间正文中引用该命名空间中定义的标识符,因为 using 指令已经发生。::name
这意味着您可以调用(例如)可以存在于多个翻译单元中的免费函数,并且它们在链接时不会发生冲突。其效果几乎与使用 C 中使用的关键字相同,您可以在标识符声明中输入该关键字。未命名的命名空间是一种更好的选择,甚至可以使类型转换单元成为本地。help
static
namespace { int a1; }
static int a2;
两者都是本地翻译单元,在链接时不会发生冲突。但不同之处在于,匿名命名空间中有一个唯一的名称。a
a1
阅读 comeau-computing 上的优秀文章 为什么使用未命名的命名空间而不是静态命名空间? (Archive.org 镜)。
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static
__attribute__ ((visibility ("hidden")))
该示例显示,你加入的项目中的人员不了解匿名命名空间:)
namespace {
const int SIZE_OF_ARRAY_X;
const int SIZE_OF_ARRAY_Y;
这些标识符不需要位于匿名命名空间中,因为对象已经具有静态链接,因此不可能与另一个翻译单元中的同名标识符冲突。const
bool getState(userType*,otherUserType*);
}
这实际上是一种悲观主义:有外部联系。通常最好选择静态链接,因为这不会污染符号表。最好写getState()
static bool getState(/*...*/);
这里。我落入了同样的陷阱(标准中有一些措辞表明文件静态在某种程度上被弃用,转而支持匿名命名空间),但是在像 KDE 这样的大型C++项目中工作,你会得到很多人再次转向正确的方向:)
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const
除了此问题的其他答案外,使用匿名命名空间还可以提高性能。由于命名空间中的符号不需要任何外部链接,因此编译器可以更自由地对命名空间中的代码执行主动优化。例如,可以在循环中多次调用一次的函数内联,而不会对代码大小产生任何影响。
例如,在我的系统上,如果使用匿名命名空间,以下代码将占用大约 70% 的运行时间(x86-64 gcc-4.6.3 和 -O2;请注意,add_val 中的额外代码使编译器不想包含它两次)。
#include <iostream>
namespace {
double a;
void b(double x)
{
a -= x;
}
void add_val(double x)
{
a += x;
if(x==0.01) b(0);
if(x==0.02) b(0.6);
if(x==0.03) b(-0.1);
if(x==0.04) b(0.4);
}
}
int main()
{
a = 0;
for(int i=0; i<1000000000; ++i)
{
add_val(i*1e-10);
}
std::cout << a << '\n';
return 0;
}
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-O3
未命名的命名空间将类、变量、函数和对象的访问限制在定义它的文件中。未命名命名空间功能类似于 C/C++ 中的关键字。
关键字限制全局变量和函数对定义它们的文件的访问。
未命名的命名空间和关键字之间存在差异,因此未命名的命名空间比静态命名空间具有优势。 关键字可以与变量、函数和对象一起使用,但不能与用户定义的类一起使用。
例如:static
static
static
static
static int x; // Correct
但
static class xyz {/*Body of class*/} //Wrong
static struct structure {/*Body of structure*/} //Wrong
但是,对于未命名的命名空间,同样的可能性也是如此。 例如
namespace {
class xyz{/*Body of class*/}
struct structure {/*Body of structure*/}
} //Correct
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static structure
static struct structure
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