使用命名空间行为背后的原理

Question

引用自标准:

using-directive指定在using-directive出现之后的范围内可以使用所提名命名空间中的名称。在未经限定的名称查找期间(3.4.1)，这些名称显示为在最近的封闭命名空间中声明，该命名空间包含了using-directive和所提名的命名空间。

看一下这段代码：

namespace A {

    int fn() { return 1; }

}

namespace Inner {

    int fn() { return 2; }

    namespace B {

        using namespace A;

        int z = fn();

    }

}

在我还不了解命名空间的确切规则之前，我曾期望在使用了using namespace A后，z将被初始化为1，因此期望使用A::fn()。但实际上不是这样的，由于我引用的规则，Inner::fn()被调用，z将被初始化为2。

这种行为背后的原理是什么呢？"似乎声明在最近的封闭命名空间中，该命名空间包含使用指令和所指定的命名空间"。

如果using namespace像应用于该命名空间中的所有内容一样工作，会有哪些问题呢？

注：这个链接与我提出这个问题有关。

- geza

---

这对我来说似乎也是违反直觉的，但看起来自 C++98 以来就一直是这样。 - aschepler

Answer 1

命名空间系统的一个理想属性是我所谓的“增量API兼容性”。也就是说，如果我向命名空间添加一个符号，则任何先前可以工作的程序都应该继续工作并具有相同的含义。

现在，使用重载的普通C++不是“增量API兼容的”：

int foo(long x) { return 1; }

int main()
{
    foo(0);
}

现在我添加了重载int foo(int x) { return 2; }，程序悄无声息地改变了意义。

总之，当C++人员设计namespace系统时，他们希望在增加外部API时，先前工作的代码不应更改选择符号的命名空间。从您的示例中，先前工作的代码将类似于：

namespace A {
    //no fn here, yet    
}

namespace Inner {

    int fn() { return 2; }

    namespace B {

        using namespace A;
        int z = fn();
    }
}

并且 z 可以轻松初始化为 2。现在，在命名空间 A 中添加一个名为 fn 的符号将不会改变该工作代码的含义。

相反的情况并不真正适用：

namespace A {
    int fn() { return 1; }
}

namespace Inner {

    // no fn here

    namespace B {

        using namespace A;
        int z = fn();
    }
}

这里z被初始化为1。当然，如果我将fn添加到Inner中，它会改变程序的含义，但是Inner不是一个外部API：事实上，当最初编写Inner时，A::fn已经存在（它正在被调用！），因此没有理由不知道冲突。

---

一个有些实际的例子

想象一下这个C++98程序：

#include <iostream>

namespace A {
int move = 0;
void foo()
{
    using namespace std;
    cout << move << endl;
    return 0;
}
}

int main()
{
    A::foo();
    return 0;
}

现在，如果我使用C++11编译这个程序，由于使用了using规则，一切正常。如果using namespace std作为应用该命名空间中所有内容的using声明起作用，那么这个程序将尝试打印函数std::move而不是A::move。

- rodrigo