C++名称解析

Question

我对C++中的namespace和using有些疑惑，我想知道它们之间的区别，并找出最佳使用方法。

据我所见，至少有三种方法可以解决类名称，我不确定应该如何在它们之间进行选择：

1. using namespace 2. using :: 3. :: 我想知道其中的优势，特别是是否涉及性能问题，如果只是语法上的偏好或者其他我没有考虑到的事情。

- qrikko

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它与运行时性能无关。 - Alex F

我在大学时被告知，除了将所有命名空间引入作用域之外，使用 using namespace std; 也是一个安全漏洞。 - Adri C.S.

1. 基于您所描述的原因，这是不被鼓励的。
2. 使用ADL（参见std::swap，但最好让答案更好地解释）可以帮助您在自己的命名空间中使用其他人提供的函数。
3. 我最喜欢的是这种方式，但这是个人口味问题，如果您不像我一样喜欢在代码中到处看到std::，那么可能会很繁琐。但它们之间没有任何性能差异，它们只涉及名称解析，并且不会“编译成实际代码”。

- Christian Rau

Answer 1

首先是一个using namespace指令，它将指定命名空间中的所有符号名称引入到当前命名空间中，无论您是否需要或使用它们。显然这是不可取的。

其次是using namespace声明。它只会将指定的符号名称引入到当前命名空间中。优点是您不必每次都输入完全限定的名称。

第三种方法是符号的完全限定名称。缺点是你必须在使用符号时到处输入完全限定的名称。

显然，第二和第三种方法更合适。它们之间没有性能差异。唯一的区别是你要输入的字符数。简单地说，根据你的编码标准选择其中之一即可。

编辑: 正如@Jerry所指出的那样，将using声明与ADL（参数相关查找）结合使用可能会导致不良影响。 您可以在我的一个答案中找到详细的解释： 详细解释Koenig查找如何与命名空间配合工作以及为什么是好事？ 在部分中， 为什么批评Koenig算法？

- Alok Save

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我有点喜欢使用命名空间声明，因为我可以把它放在我的 .cpp 文件中，以便我能看到“这些命名空间在这个文件中被使用”的列表。但是，我也有点喜欢完全限定的名称，因为一旦我看到它们，它们就会告诉我这个功能来自于这个命名空间。但好吧，我想我正在以某种混合的方式做这件事，在得到的答案中，我感到很放心能够继续下去。感谢您花时间解释这个问题。 - qrikko

通常情况下，人们会遵循组织的编码标准。否则，这是个人选择。不过重要的是一旦做出选择就要保持一致性。 - Alok Save

@qrikko：很遗憾，如果你仔细阅读我的回答，你会意识到以下两点：1）你的安全性并不像你想象的那样高；2）所有声称对性能没有任何影响的答案（间接地）至少有可能是错误的。他们说的形式并不直接影响性能，这一点是正确的，但他们说（甚至暗示）性能不会受到影响是错误的。 - Jerry Coffin

Answer 2

有一种情况（尽管比较少见）在使用的形式确实会有所不同，你需要使用的形式是using namespace foo，并且最常用于std命名空间（即在其中写using namespace std;）。

最明显的例子是，你正在为用户定义的类型编写排序算法。有可能会应用于用户还定义了自己的swap的类型。

你遇到了这样的情况：如果用户定义了swap，则想使用他们的swap，但如果他们没有定义，则希望使用std::swap。如果直接在代码中使用std::swap，那么即使该类型有其自己定义的交换函数，仍将使用std::swap。相反，如果直接指定了特定类型的交换函数，并且未提供函数，则你的代码将无法编译。

为了解决这个问题，可以采取以下措施:

using namespace std;

template <class Iter>
void my_sort(Iter first, Iter last) {
    // ...
    if (*last < *first)
        swap(*first, *last);
}

这将会为特定于正在比较的类型的交换找到一个（即，在与该类型相同的命名空间中定义的swap），如果有的话（通过参数依赖查找），并且对于该类型未定义任何一个，它将使用std::swap（通过using namespace std;）。

这可能会影响性能 - 如果他们为其类型编写了一个专门的交换，您通常可以预期这是因为这样做，他们可以提供更好的性能。这意味着明确指定std::swap可能有效，但可能会导致较差的性能。

否则，这几乎完全是方便和可读性的问题 - 我大多数情况下喜欢给出全名（例如std::swap），除非在上面的情况下（在我编写代码的时候），至少有两种可能性可能更受欢迎，我想给编译器足够的自由来选择正确的方法。

我发现使用声明/指令的另一个有用的时间是当命名空间被嵌套得非常深时。 Boost（一个明显的例子）有一些名称，如果每次都使用完全限定名称，那将会太长而不便于使用。这对于（现在，幸运的是，大部分已经过时的）Boost Lambda库尤其如此，其中您使用像_1这样的占位符，如果您坚持使用完全限定名称，那将变成类似于boost::lambda::placeholders::_1的东西（但我从记忆中得出，所以可能部分错误），这将击败使用lambda库的主要目的。

- Jerry Coffin

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我认为这里添加了一些有价值的信息。在这些情况下，选择实际上很重要，需要考虑一些事情。感谢您提出这个问题。 - qrikko

我认为，在这种情况下，您最好使用using std::swap;。 - Andrei Tita

Answer 3

完全没有性能提升或惩罚。所有的调用和变量在编译时都被解析。

三者之间的选择有点主观。是的，using namespace <ns>; 有时会因为污染全局命名空间而受到反对，但是我认为对于小文件来说使用它是安全的。

我倾向于在测试目的中使用第二个选项，因为我预期会出现冲突，但之后我会将其删除。这可能会变得更加混乱，因为你最终会得到既限定又未限定名称的组合：

vector<std::string> x;

因为你在顶部使用了using std::vector;，但没有使用using std::string;。

我更喜欢第三个。

- Luchian Grigore

Answer 4

你的代码性能不会受到任何影响，这只是一个编译时的问题。理论上，它可能会对编译时间产生一些影响，但我怀疑它将永远达不到可测量的比例。

using namespace std（或其他任何命名空间）绝对应避免在头文件中使用，因为头文件可以被包含在任何地方，引入其中的符号可能导致歧义。

通常，命名空间存在于避免名称冲突，并且using namespace破坏了这个目的。using the_namespace::some_id也有这种倾向，但程度较轻。对于你的问题，没有明确的答案，但我通常遵循以下规则：

1. 永远不要在头文件中使用using namespace。
2. 避免使用using namespace和using，除非可以节省大量的打字时间。必要时使用命名空间别名（即namespace abbrv = some_really::long_and::nested_namespace;）。
3. 尽量限制using的范围：可以将其放入函数和块以及命名空间范围内。也就是说，如果您在.cpp文件中有一个记录日志的函数，请将using std::cout;和using std::endl;（或其他您正在使用的内容）放入函数体中，而不是文件范围内。

- Angew is no longer proud of SO

Answer 5

主要原因是它可能会导致歧义（对于编译器和人类读者都是如此），并且它也可能会减慢编译本身的速度（但这不是那么大的问题，因为第一件事情是最重要的）。

- anydot