Почему используются неназванные пространства имен и каковы их преимущества?
Я только что присоединился к новому программному проекту С++, и я пытаюсь понять дизайн. В проекте часто используется неназванное пространство имен. Например, что-то вроде этого может произойти в файле определения класса:
// newusertype.cc
namespace {
const int SIZE_OF_ARRAY_X;
const int SIZE_OF_ARRAY_Y;
bool getState(userType*,otherUserType*);
}
newusertype::newusertype(...) {...
Каковы соображения дизайна, которые могут заставить использовать неназванное пространство имен? Каковы преимущества и недостатки?
Ответы
Ответ 1
(В следующем разделе striched-through есть вещи, которые больше не применяются к С++ 11, но применимы к С++ 03. С++ 11 почти не отличается (если есть, это просто различия между языковыми юристами, которые я не могу вспомнить).
пространства имен имен - это утилита для создания локального блока перевода эффективно. Они ведут себя так, как если бы вы выбрали уникальное имя для единицы перевода для пространства имен:
namespace unique { /* empty */ }
using namespace unique;
namespace unique { /* namespace body. stuff in here */ }
Дополнительный шаг с использованием пустого тела важен, поэтому вы уже можете ссылаться в теле пространства имен на идентификаторы типа ::name
, которые определены в этом пространстве имен, поскольку уже использовалась директива using.
Это означает, что у вас могут быть бесплатные функции, называемые (например) help
, которые могут существовать в нескольких единицах перевода, и они не будут сталкиваться при времени ссылки, , поскольку все они получили уникальное имя из-за их уникального имени пространство имён находится в. Эффект почти идентичен использованию ключевого слова static
, используемого в C, который вы можете вставить в объявление идентификаторов. static
, используемый таким образом, устарел на С++, поскольку неназванные пространства имен являются превосходной альтернативой, позволяя даже сделать блок перевода типов локальным.
namespace { int a1; }
static int a2;
Оба a
являются единицей перевода локально и не будут сталкиваться при времени соединения. Но разница в том, что a1
в анонимном пространстве имен just получает уникальное имя. Он имеет внешнюю связь и может быть экспортирован в таблицу символов создаваемого объектного файла. Это становится важным, если вы хотите использовать его адрес в качестве аргумента шаблона:
template<int * ptr> struct sample { };
// OK - a1 has external linkage
sample<&a1> s1;
// NOT OK - translation unit locality is done by giving a2 internal linkage.
sample<&a2> s2;
Параметры шаблона должны иметь внешнюю связь, поэтому в этом случае идентификатор должен быть помещен в анонимное пространство имен.
Прочитайте отличную статью на atau-computing ` Почему вместо статического? вместо имени не используется именное пространство имен.
Ответ 2
Наличие чего-то в анонимном пространстве имен означает, что оно локально для этого блока (файл .cpp и все его включает), это означает, что если другой символ с тем же именем определено в другом месте, не будет нарушения правила определения 1 (ODR).
Это то же самое, что и способ C иметь статическую глобальную переменную или статическую функцию, но ее также можно использовать для определения классов (и ее следует использовать, а не static
в С++).
Все анонимные пространства имен в одном файле рассматриваются как одно и то же пространство имен, и все анонимные пространства имен в разных файлах различны. Анонимное пространство имен эквивалентно:
namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42 {
...
}
using namespace __unique_compiler_generated_identifer0x42;
Ответ 3
Пример показывает, что люди в проекте, к которому вы присоединились, не понимают анонимные пространства имен:)
namespace {
const int SIZE_OF_ARRAY_X;
const int SIZE_OF_ARRAY_Y;
Они не должны находиться в анонимном пространстве имен, поскольку объект const
уже имеет статическую связь и поэтому не может вступать в конфликт с идентификаторами с тем же именем в другой единицы перевода.
bool getState(userType*,otherUserType*);
}
И это на самом деле пессимизация: getState()
имеет внешнюю связь. Обычно лучше предпочитать статическую связь, так как это не загрязняет таблицу символов. Лучше писать
static bool getState(/*...*/);
здесь. Я попал в ту же ловушку (в стандарте есть формулировки, которые предполагают, что файл-статика каким-то образом устарела в пользу анонимных пространств имен), но, работая в большом проекте на С++, таком как KDE, вы получаете много людей, которые правильно поворачивают вашу голову снова вокруг:)
Ответ 4
В дополнение к другим ответам на этот вопрос использование анонимного пространства имен также может повысить производительность. Поскольку символам внутри пространства имен не требуется никакого внешнего связывания, компилятор более свободен для агрессивной оптимизации кода в пространстве имен. Например, функция, которая вызывается несколько раз один раз в цикле, может быть встроена без какого-либо влияния на размер кода.
Например, в моей системе следующий код занимает около 70% времени выполнения, если используется анонимное пространство имен (x86-64 gcc-4.6.3 и -O2; обратите внимание, что дополнительный код в add_val не делает компилятор не хотите включить его дважды).
#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;
}
Ответ 5
Анонимное пространство имен делает закрытые переменные, функции, классы и т.д. доступными только внутри этого файла. В вашем примере это способ избежать глобальных переменных. Не существует разницы во времени выполнения или времени компиляции.
Не так много преимуществ или недостатков, кроме "Я хочу, чтобы эта переменная, функция, класс и т.д. были общедоступными или частными?"
Ответ 6
Безымянное пространство имен ограничивает доступ класса, переменной, функции и объектов к файлу, в котором он определен. Функциональность пространства имен аналогична ключевому слову static
в C/С++.
static
Ключевое слово ограничивает доступ глобальной переменной и функции к файлу, в котором они определены.
Существует разница между неназванным пространством имен и ключевым словом static
, из-за которого неназванное пространство имен имеет преимущество перед статикой. Ключевое слово static
может использоваться с переменной, функцией и объектами, но не с пользовательским классом.
Например:
static int x; // Correct
Но,
static class xyz {/*Body of class*/} //Wrong
static structure {/*Body of structure*/} //Wrong
Но то же самое можно сделать и с неназванным пространством имен.
Например,
namespace {
class xyz {/*Body of class*/}
static structure {/*Body of structure*/}
} //Correct