anonymous namespace 匿名namespace的作用以及它与static的区别

转自：/article/2304693.html

一。匿名namespace的作用

在C语言中，如果我们在多个tu（translation unit）中使用了同一个名字做

为函数名或者全局变量名，则在链接阶段就会发生重定义错误，为了解决这个

问题，我们可以在定义这些标识符（identifier）的时候加上static关键字修

饰以限制它只在一个tu范围内可见。

C++继承了C语言中static关键字的这个用途，我们依旧可以使用static来避免

多个tu中使用同一个标识符带来的重定义问题。此外C++还提供了另一种特有

的方式，那就是匿名namespace：一个没有指定名字的namespace被称为一个匿

名namespace；在一个tu中可以出现多个匿名namespace，并且相同层次的匿名

namespace实际上被合成为同一个；出现在不同tu的匿名namespace中的相同标

识符相互独立不会发生冲突，因此我们可以把那些只希望在同一个tu范围可见

的全局标识符放入一个匿名namespace中，效果与前面加static相同。

二。匿名namespace与static的区别

一个全局标识符被static修饰后它的linkage变为internal linkage，这就是

为什么不同tu中的相同标识符不会发生冲突的原因。

而匿名namespace却并不会改变在它内部定义的标识符的linkage，它用来避免

名字冲突所采用的手段同C++用来实现重载的手段一摸一样，就是使用名字改

编（name mangling）：根据C++标准7.3.1.1，每个tu中的匿名namespace实际

上会拥有一个独一无二的名字，因此在不同tu的匿名namespace中相同的标识

符实际上属于不同的namespace，自然在名字改编后就不会发生冲突了：

[quote

7.3.1.1 Unnamed namespaces [namespace.unnamed]

An unnamed-namespace-definition behaves as if it were replaced by

namespace unique { /* empty body */ }

using namespace unique;

namespace unique { namespace-body }

where all occurrences of unique in a translation unit are replaced

by the same identifier and this identifier differs from all other

identifiers in the entire program.

end quote]

为什么匿名namespace不采取跟static一样的做法呢，搞个新花样岂不是增加

了编译器开发的负担？这其实是因为另一个C++的特性牵制了匿名namespace的

实现，那就是模板非类型参数（template non-type arguments）：

[quote

14.3.2 Template non-type arguments [temp.arg.nontype]

A template-argument for a non-type, non-template template-parameter

shall be one of:

— an integral constant-expression of integral or enumeration type; or

— the name of a non-type template-parameter; or

— the address of an object or function with external linkage, including

function templates and function template-ids but excluding non-static

class members, expressed as & id-expression where the & is optional

if the name refers to a function or array, or if the corresponding

template-parameter is a reference; or

— a pointer to member expressed as described in 5.3.1 .

end quote]

正是被红字标出的external linkage这一需求限制了匿名namespace的实现！

试想一下，假如我们有一个全局对象或者函数只希望它在一个tu中有效，又

希望能够用它的地址来实例化一个模板，怎么办？只在一个tu中有效，可以

选择internal linkage，但是要用它的地址做为模板参数，又要求它必须要

是external linkage！！

很显然，匿名namespace不改变其内部标识符的linkage这一性质解决了这一

难题，我们可以把这个全局对象或者函数放心的扔在一个匿名namespace中，

然后用它的地址来实例化一个模板，绝对不会发生重定义错误:)

现在大部分C++书籍都认为匿名namespace和static是相同的，而正如这里所阐

述的，它们之间差异是明显的：static修饰的标识符由于internal linkage的

限制，是不能用来实例化模板的！

实例：

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include "./head2.h"
//#include "../test2/head1.h"
using namespace std;

template <char* p>
struct foo{
void bar(){
puts("foo_bar");
}
};

static char a = 'a';
namespace {
char b = 'b';
static char c = 'c';
template<class T>
struct xxx{
void dis(){
puts("anonymous_xxx_dis");
};
};

void foobar(){
struct no_linkage{
};
xxx<no_linkage>().dis();
}
}

int main(){
//foo <&a>().bar();//CE: a internal linkage
foo <&b>().bar(); // succeed: b external linkage
//foo <&c>().bar();//CE: c internal linkage

foobar();
return 0;
}