我刚刚加入了一个新的 C++ 软件项目,我正在尝试了解该设计。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有哪些?有什么优点和缺点?
未命名的命名空间是使标识符 translation unit 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一个唯一名称:
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在该命名空间中定义的标识符(如 ::name
),因为 using 指令已经发生。
这意味着您可以拥有名为(例如)help
的免费函数,该函数可以存在于多个翻译单元中,并且它们不会在链接时发生冲突。效果几乎与使用 C 中使用的 static
关键字相同,您可以将其放入标识符的声明中。未命名的命名空间是一个更好的选择,甚至可以使类型转换单元成为本地的。
namespace { int a1; }
static int a2;
两个 a
都是本地翻译单元,不会在链接时发生冲突。但不同之处在于匿名命名空间中的 a1
获得了唯一的名称。
阅读 comeau-computing Why is an unnamed namespace used instead of static? (Archive.org mirror) 上的优秀文章。
在匿名命名空间中包含某些内容意味着它是此 translation unit 的本地(.cpp 文件及其所有包含),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 One Definition Rule (ODR) .
这与具有静态全局变量或静态函数的 C 方式相同,但它也可以用于类定义(并且应该在 C++ 中使用而不是 static
)。
同一个文件中的所有匿名命名空间都被视为同一个命名空间,不同文件中的所有匿名命名空间都是不同的。匿名命名空间等价于:
namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42 {
...
}
using namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42;
未命名的命名空间限制类、变量、函数和对象对定义它的文件的访问。未命名的命名空间功能类似于 C/C++ 中的 static
关键字。
static
关键字将全局变量和函数的访问限制在定义它们的文件中。
未命名的命名空间和 {1 } 关键字,因为未命名的命名空间比静态具有优势。 static
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 int x; // Correct
但,
static class xyz {/*Body of class*/} //Wrong
static structure {/*Body of structure*/} //Wrong
但是对于未命名的命名空间也是可能的。例如,
namespace {
class xyz {/*Body of class*/}
static structure {/*Body of structure*/}
} //Correct
static structure
是什么?另外为什么它必须是静态的?
static struct structure
。
除了这个问题的其他答案之外,使用匿名命名空间还可以提高性能。由于命名空间内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内的代码进行积极优化。例如,一个在循环中被多次调用的函数可以被内联,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(x86-64 gcc-4.6.3 和 -O2),以下代码将占用大约 70% 的运行时间;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;
}
-O3
与自身进行比较,然后您说 3 秒对 4 秒是“同一时间”。这些都没有一点意义。我怀疑真正的解释会,但它是什么?
该示例表明您加入的项目中的人不了解匿名命名空间:)
namespace {
const int SIZE_OF_ARRAY_X;
const int SIZE_OF_ARRAY_Y;
这些不需要位于匿名命名空间中,因为 const
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发生冲突。
bool getState(userType*,otherUserType*);
}
这实际上是一种悲观:getState()
具有外部联系。通常最好选择静态链接,因为这不会污染符号表。最好写
static bool getState(/*...*/);
这里。我落入了同样的陷阱(标准中的措辞表明文件静态以某种方式被弃用以支持匿名命名空间),但是在像 KDE 这样的大型 C++ 项目中工作,你会得到很多人把你的头转向正确的方式又来了:)
匿名命名空间使封闭的变量、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,没有太多的优势或劣势。
不定期副业成功案例分享
static
的关系。您能否也与__attribute__ ((visibility ("hidden")))
进行比较?