C++头文件中应该放置using指令的位置是哪里？

Question

我的项目中使用了一些相当复杂的数据结构，例如：

std::unordered_map<int, std::list<std::shared_ptr<const Foo>>>

我希望为了可读性声明类型别名。我构建项目的代码已经通过在头文件中全局使用using语句来完成此操作:

// bar.h
#ifndef BAR_H
#define BAR_H

#include <unordered_map>
#include <list>
#include <memory>
#include "foo.h"

using FooTable = std::unordered_map<int, std::list<std::shared_ptr<const Foo>>>;

class Bar {
    FooTable create_foo();
};

#endif

由于我的C++知识有些生疏，所以我采用了这种风格——但现在我读到了使用using会有一些问题，因为它会强制给包含该头文件的所有内容起一个别名。

尽管我进行了大量的谷歌搜索，但我没有找到如何正确处理这个问题的明确答案，只有许多关于不要这样做的陈述。所以，我将using放在了类内部：

// bar.h
#ifndef BAR_H
#define BAR_H

#include <unordered_map>
#include <list>
#include <memory>
#include "foo.h"


class Bar {
    using FooTable = std::unordered_map<int, std::list<std::shared_ptr<const Foo>>>;

    FooTable create_foo();
};

#endif

然而这种方法有缺点，就是我需要在源文件中重新声明别名：

// bar.cpp
#include "bar.h"

using FooTable = std::unordered_map<int, std::list<std::shared_ptr<const Foo>>>;

FooTable Bar::create_foo()
{
...
}

虽然这似乎可以工作，但我不确定这是否安全...我的直觉告诉我这有点丑陋。所以在像这样重写整个项目之前，我想问一下：有更好/更优雅/更安全的方法来做到这一点吗？还是应该完全避免在头文件中使用类型别名？

- Hooloovoo

---

我从不在全局范围内这样做；只在类或命名空间内。这样似乎更少污染。另外，由于我是老派的，我倾向于使用 typedef。 - Bathsheba

在源文件中，您无需重新定义类型，只需要记住FooTable的作用域在Bar类中。因此，您需要在Bar::create_foo()中指定，例如Bar::FooTable。 - Some programmer dude

如果你有一个命名空间，你基本上可以自由选择。个人而言，我会选择那些有意义的（例如，如果typedef专门用于某个类，则将其放在该类中；如果在没有与特定类相关联的其他地方使用，则放在命名空间中）。此外，你不需要“重新声明它”，你只需要使用Bar :: FooTable进行调用即可。 - Zoe stands with Ukraine

你还应该将函数定义为：auto Bar::create_foo() -> FooTable或类似的形式 :-) - Gojita

@LightnessRacesinOrbit 好吧，总得有人把它放在格式良好的答案中。在这种情况下，你做了这个工作，谢谢！ :D - Max

Answer 1

然而这种方法的缺点是我需要在源文件中重新声明别名:

那是不正确的。你只需要将它设置为public，然后指定适当的作用域，这样在Bar的范围之外（包括返回类型，除非是尾随的！），你就可以称其为Bar::FooTable：

Bar::FooTable Bar::create_foo()
{ /* ... */ }

或者

auto Bar::create_foo() -> FooTable
{ /* ... */ }

(只需要在定义内部使用FooTable，因为它是一个成员！)

你的方法很好，不过我建议将所有内容都放在一个命名空间中。这样，无论你的别名是否在类中，它都是自包含的代码。这纯粹是一种风格问题，对其他人几乎没有影响。

- Lightness Races in Orbit

Answer 2

但是现在我看到使用这种方式可能会有问题，因为它强制将此别名应用于包含此头文件的所有内容。

这个问题同样适用于您定义的类Bar。包含此头文件的所有程序都必须使用Bar的这个定义。

所以，我把using放在类内部

您减少了全局命名空间中的声明数量，这是很好的。

但是这也有缺点，我需要在源文件中重新声明别名

这是不必要的。

如果将别名设置为公共的，可以使用作用域解析运算符Bar::FooTable引用它。或者，您可以使用尾随返回类型，在此上下文中，名称在类的作用域内查找：

auto Bar::create_foo() -> FooTable

---

有一个更通用的解决方案：命名空间。把所有自己的声明放在一个命名空间（可以进一步分为子命名空间）中。这样，您只会在全局命名空间中引入一个名称，从而大大减少命名冲突的机会。

在C++头文件中放置using指令

与放置其他任何声明的位置相同。至少放到您自己的命名空间中，但通常将声明放置在足够狭窄的范围内是一个不错的经验法则。如果类型别名仅与该类一起使用，则成员类型别名是很有意义的。

- eerorika

Answer 3

如评论中所提到的，您不需要重新声明它。如果您在类中声明了它，只需使用Bar::FooTable引用即可。如果您在命名空间中声明它，则在命名空间外部使用命名空间名称即可。如果您使用typedef，也是同样的道理。

无论您将其声明在命名空间中还是在类中完全取决于您。个人而言，我尽量确保它具有尽可能相关的范围。例如，如果我有一个仅与特定类相关联的typedef，我会将typedef放在类内部。如果它具有与特定类无关的全局价值，我会在命名空间中声明它。

话虽如此，我建议您不要在全局命名空间中声明它，以避免歧义，如果您因某种原因发现自己与其他地方声明的不同typedef（或我认为与typedef/using语句相同名称的其他内容）发生命名冲突。

此外，类中的typedef受访问修饰符的限制。默认情况下，它是私有的，这意味着您不能在类外部使用它。如果您打算这样做，您需要将其设置为公共的。

就安全性而言，在全局范围内声明它并不是特别安全，特别是如果你将其与using namespace结合使用（这本身就可能成为一个问题-请参见this）。但是你可以在自己的命名空间中声明它（namespace Baz { using FooTable = blah; /* more code*/}），但将其声明为类会产生相同的效果。

请注意，命名空间和类本质上是作用域，它们有自己的动态。如果你在源文件中写代码，并且在namespace Baz内部声明了一个typedef，那么你可以在不指定Baz::FooTable的情况下访问该typedef。它本质上以类似于在全局命名空间中工作的方式公开typedef，但限制更多。更多信息请参见here。

- Zoe stands with Ukraine