内联和嵌套命名空间

2024-04-14
广东
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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：

inline namespace MyCode {    // source code}

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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：

namespace MyCode {    namespace Lib_V1 {        void foo() {}    }    inline namespace Lib_V2 {        void foo() {}    }}
int main() {	MyCode::Lib_V1::foo();    MyCode::foo();}

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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：

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

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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：

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

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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：

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();