8.5.6. Безымянные пространства имен

8.5.6. Безымянные пространства имен

Может возникнуть необходимость определить объект, функцию, класс или любую другую сущность так, чтобы она была видимой только в небольшом участке программы. Это еще один способ решения проблемы засорения глобального пространства имен. Поскольку мы уверены, что эта сущность используется ограниченно, можно не тратить время на выдумывание уникального имени. Если мы объявляем объект внутри функции или блока, его имя видимо только в этом блоке. А как сделать некоторую сущность доступной нескольким функциям, но не всей программе?

Предположим, мы хотим реализовать набор функций для сортировки вектора типа double:

// ----- SortLib.h -----

void quickSort( double *, double * );

void bubbleSort( double *, double * );

void mergeSort( double *, double * );

void heapSort( double *, double * );

Все они используют одну и ту же функцию swap() для того, чтобы менять местами элементы вектора. Однако она не должна быть видна во всей программе, поскольку нужна только четырем названным функциям. Локализуем ее в файле SortLib.C. Приведенный код не дает желаемого результата. Как вы думаете, почему?

// ----- SortLib.C -----

void swap( double *dl, double *d2 ) { /* ... */ }

// только эти функции используют swap()

void quickSort( double *d1, double *d2 ) { /* ... */ }

void bubbleSort( double *d1, double *d2 ) { /* ... */ }

void mergeSort( double *d1, double *d2 ) { /* ... */ }

void heapSort( double *d1, double *d2 ) { /* ... */ }

Хотя функция swap() определена в файле SortLib.C и не появляется в заголовочном файле SortLib.h, где содержится описание интерфейса библиотеки сортировки, она объявлена в глобальной области видимости. Следовательно, это имя является глобальным, при этом сохраняется возможность конфликта с другими именами.

Язык С++ предоставляет возможность использования безымянного пространства имен для объявления сущности, локальной по отношению к файлу. Определение такого пространства начинается ключевым словом namespace. Очевидно, что никакого имени за этим словом нет, а сразу же идет блок в фигурных скобках, содержащий различные объявления. Например:

// ----- SortLib.C -----

namespace {

void swap( double *dl, double *d2 ) { /* ... */ }

}

// определения функций сортировки не изменяются

Функция swap() видна только в файле SortLib.C. Если в другом файле в безымянном пространстве имен содержится определение swap(), то это другая функция. Наличие двух функций swap() не является ошибкой, поскольку они различны. Безымянные пространства имен отличаются от прочих: определение такого пространства локально для одного файла и не может размещаться в нескольких.

Имя swap() может употребляться в неквалифицированной форме в файле SortLib.C после определения безымянного пространства. Оператор разрешения области видимости для ссылки на его члены не нужен.

void quickSort( double *d1, double *d2 ) {

// ...

double* elem = d1;

// ...

// ссылка на член безымянного пространства имен swap()

swap( d1, elem );

// ...

}

Члены безымянного пространства имен относятся к сущностям программы. Поэтому функция swap() может быть вызвана во время выполнения. Однако имена этих членов видны только внутри одного файла.

До того как в стандарте С++ появилось понятие пространства имен, наиболее удачным решением проблемы локализации было использование ключевого слова static, унаследованного из С. Член безымянного пространства имеет свойства, аналогичные глобальной сущности, объявленной как static. В языке С такая сущность невидима вне файла, в котором объявлена. Например, текст из SortLib.C можно переписать на С, сохранив свойства swap():

// SortLib.C

// swap() невидима для других файлов программы

static void swap( double *d1, double *d2 ) { /* ... */ }

// определения функций сортировки такие же, как и раньше

Во многих программах на С++ используются объявления с ключевым словом static. Предполагается, что они должны быть заменены безымянными пространствами имен по мере того, как все большее число компиляторов начнет поддерживать это понятие.

Упражнение 8.11

Зачем нужно определять собственное пространство имен в программе?

Упражнение 8.12

Имеется следующее объявление operator*(), члена вложенного пространства имен cplusplus_primer::MatrixLib:

namespace cplusplus_primer {

namespace MatrixLib {

class matrix { /*...*/ };

matrix operator* ( const matrix , const matrix );

// ...

}

}

Как определить эту функцию в глобальной области видимости? Напишите только прототип.

Упражнение 8.13

Объясните, зачем нужны безымянные пространства имен.