C++ 内联和嵌套命名空间

目录

• 命名空间的作用
• 内联命名空间 inline namespace（C++11）
  • 内联命名空间有什么用？
• 嵌套命名空间的简洁用法（C++17）
• 嵌套定义内联命名空间（C++20）
• 参考资料

命名空间的作用

开发大型软件通常需要许多开发人员并使用很多第三方库，为了防止函数和类型命名冲突，因此引入命名空间。

在使用函数和类型时，可以指定它们的命名空间，这样就不会产生冲突。

来看一个例子：

#include <iostream>

namespace S1 {
    void foo() {
        std::cout << "S1 foo() called!" << std::endl;
    }
}

namespace S2 {
    void foo() {
        std::cout << "S2 foo() called!" << std::endl;
    }
}

using namespace S1;

int main() {
    foo();
    S2::foo();
    return 0;
}

运行结果：

linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ g++ -std=c++11 namespace_example.cpp -o namespace_example
linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ ./namespace_example
S1 foo() called!
S2 foo() called!

这里使用 using 关键字打开了 S1 命名空间，所以 S1 的 foo 函数可以直接使用（而不用在前面加上 S1::），而调用 S2 的函数需要用这种方式：S2::foo()。

当然这里也可以不打开命名空间，这样使用任何函数都需要在前面加上命名空间和作用域运算符 ::。

内联命名空间 inline namespace（C++11）

C++11 引入了内联命名空间，可以把一个子命名空间内的函数和类型导出到父命名空间中。

这样，如果不指定子命名空间，则默认使用该内联命名空间内的函数和类型。

因此，为了防止二义性，在一个父命名空间内只能有一个子命名空间作为内联命名空间。

来看一个例子：

#include <iostream>

namespace Parent {
    namespace Child1 {
        void foo() {
            std::cout << "Child1::foo()" << std::endl;
        }
    }

    inline namespace Child2 {
        void foo() {
            std::cout << "Child2::foo()" << std::endl;
        }
    }
}

int main() {
    Parent::Child1::foo();
    Parent::foo();
}

这里子命名空间 Child2 作为父命名空间 Parent 的内联命名空间，如果不指定子命名空间，调用函数时会默认调用 Child2 内的函数实现：

linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ g++ -std=c++11 inline_namespace.cpp -o inline_namespace
linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ ./inline_namespace
Child1::foo()
Child2::foo()

内联命名空间有什么用？

内联命名空间可以用来升级库代码，可以使用命名空间来管理不同版本的库代码，然后将最新版本的接口以内联的方式导出到父命名空间中。

例子：

#include <iostream>

namespace Parent {
    namespace V1 {
        void foo() {
            std::cout << "foo() v1.0" << std::endl;
        }
    }

    // use v2 as newest version
    inline namespace V2 {
        void foo() {
            std::cout << "foo() v2.0" << std::endl;
        }
    }
}

int main() {
    Parent::foo();
}

运行结果：

linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ g++ -std=c++11 inline_namespace_example.cpp -o inline_namespace_example
linrongjian@hhb-ssd:/data/modern_cpp$ ./inline_namespace_example
foo() v2.0

嵌套命名空间的简洁用法（C++17）

C++17 引入了一种简洁的形式表示嵌套命名空间。

例如：

namespace A {
    namespace B {
        namespace C {
            void foo();
        }
    }
}

等价于：

namespace A::B::C {
    void foo();
}

嵌套定义内联命名空间（C++20）

类似于 C++17 的定义嵌套命名空间的简洁用法，C++20 可以这样在嵌套命名空间中定义内联命名空间：

namespace A::B::inline C {
    void foo();
}

与之等价的写法是：

namespace A::B {
    inline namespace C {
        void foo();
    }
}

也可以不指定最下层的命名空间为内联命名空间：

namespace A::inline B::C {
    void foo();
}

与之等价的写法是：

namespace A {
    inline namespace B {
        namespace C {
            void foo();
        }
    }
}

总结：inline 可以出现在除第一个 namespace（也就是最外层的 namespace）之外的任意 namespace 之前。

参考资料

1. 现代C++语言核心特性解析