在开发大型的项目时,往往会有很多人参与协同开发,划分成各个小组负责不同的模块,模块之间相对独立。代码中会定义很多的类名、函数名、模板名,甚至一些全局变量,如果不对这些名称加以规范,很容易造成名字的冲突,因为默认情况下这些名字都是全局名字,这种情况也称之为命名空间污染。为了避免这个问题,C++标准引入了命名空间的概念,将不同模块的名字限定在各自模块的命名空间中,命名空间中的名字的作用域只在命名空间内有效,尽可能地避免名字的冲突。命名空间在C++98标准中已经引入,它的概念以及用法这里就不再赘述,现在来介绍的是现代C++标准新增的功能:内联命名空间(C++11)和嵌套命名空间(C++17),以及在C++20中的改进。
内联命名空间
C++11标准引入了内联命名空间的概念,它的语法就是在namespace前面加个inline关键字,如:
C++
inline namespace MyCode {
// source code
}
内联命名空间中的名字可以被上层命名空间直接使用,也就是说,我们无需在内联空间的名字前添加该命名空间的名字为前缀,通过上层命名空间的名字就可以直接访问他,如下:
C++
namespace MyCode {
namespace Lib_V1 {
void foo() {}
}
inline namespace Lib_V2 {
void foo() {}
}
}
int main() {
MyCode::Lib_V1::foo();
MyCode::foo();
}
调用Lib_V1命名空间的foo函数,前面需要加上Lib_V1的前缀,而访问Lib_V2命名空间的foo函数则不需要。内联命名空间的作用之一是,当我们有一个模块,这个模块提供了一组接口供外部调用,有时我们需要升级接口以提供不同的功能,而新接口不与老接口兼容,我们希望新写的代码将调用我们提供的新接口,但是又不希望影响老的代码,所以老的接口需要保留。这时就可以使用内联命名空间的办法来解决,就如上面的例子中,我们把新接口放在命名空间Lib_V2中,并定义为内联的命名空间,使用者只需通过MyCode前缀就可以访问到它们,如:MyCode::foo(),老的代码的逻辑不需要改动,只需将原来调用接口的地方加个前缀,如MyCode::Lib_V1::foo()。
内联命名空间在第一次定义时必须加上inline关键字,之后再重新打开命名空间时可以加上inline关键字,也可以不加上。
嵌套命名空间
嵌套命名空间在C++98中已有,如上节中的代码就定义了一个嵌套命名空间,但它的写法比较冗余,如果要定义多重的嵌套则显得更加冗余,特别是在代码缩进时,比如:
C++
namespace A {
namespace B {
namespace C {
void foo() {}
}
}
}
访问foo函数时通过A::B::C::foo()来调用,如果定义命名空间时也可以像这样的话代码将会变得更加简洁,因此C++17标准中引入了更简洁的嵌套命名空间的定义方式,如:
C++
namespace A::B::C {
void foo() {}
}
这样代码就显得简洁得多,它也更符合我们的使用习惯。当遗憾的是,在C++17中没有解决在嵌套命名空间中定义内联命名空间,也就是说在上面的嵌套命名空间中没法加入inline关键字,使得子命名空间成为内联的,直到C++20标准中完善了这个功能。因此在C++20中,我们可以通过以下的方式来定义命名空间:
C++
namespace A::B::inline C {
void foo() {}
}
// 它等同于如下定义:
namespace A::B {
inline namespace C {
void foo() {}
}
}
// 调用foo函数:
A::B::foo();
// 或者也可以这样定义:
namespace A::inline B::C {
void foo() {}
}
// 它等同于如下定义:
namespace A {
inline namespace B {
namespace C {
void foo() {}
}
}
}
// 调用foo函数:
A::C::foo();
需要注意的是,inline关键字可以出现在除第一个namespace之外的任意namespace之前,上面的代码需要使用支持C++20标准的编译器来编译,在编译时加上参数-std=c++20。
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