匿名命名空间和 static 声明的区别

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在C语言中，如果我们想要一个符号只在文件内部（严格来说是编译单元内部，也就是经 过预处理之后得到的源文件）可用，我们需要把它声明成static，比如：

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// widget.cpp
static void internal_function() { }
static int internal_value = 10;

在C++中有一种推荐的等效做法——匿名的名字空间：

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// widget.cpp
namespace {

void internal_function() {}
int internal_value = 10;

}   // namespace

之所以推荐在C++使用匿名名字空间来取代static的这种用法的原因主要有下面三个：

  1. static的这个关键词的用途过多，比如你还可以用它声明静态成员，用它声明函数内 部的静态变量。

  2. static没有办法修饰一个类型，所以下面的代码不合法：

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    static struct Widget {}; // 不合法

    但是匿名命名空间可以：

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    namespace {
    struct Widget {};   // 合法
    }   // namespace

  3. 某些模板的参数必须具有外部链接熟悉，比如下面的代码是不合法的

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    template <typename T, const int& N>
    struct Array {
        T data[N];
    };

    static const int kMaxSize = 10;

    Array<int, kMaxSize> data;   // 不合法，报错说 kMaxSize 没有外部的链接属性

虽然static关键字和匿名命名空间完成了类似是事情，但是这两者之间到底有什么本质 的区别呢？这篇文章的剩余部分会详细说明这个问题。

本质区别

我想这两者的本质区别应该在于，他们声明出来的符号的链接属性不同。static关键字声 明的符号有内部链接属性而，匿名命名空间中声明的符号有外部链接属性。

static

C和C++中每一个源文件（.c, .cpp）都可以单独编译成一个目标文件(.o)，之后通过链 接器把这些目标文件链接起来，形成最后的可执行文件或者库文件。也就是说某个源文件 a.cpp中用到的符号s（函数，全局变量等）可能是在另一个源文件b.cpp中定义的， 在 a.cpp中只要给出相应的声明就可以了。为了让链接器可以找到符号s的定义，b.o 必须提供它定义的所有可链接的符号。b.o只会提供具有外部链接熟悉的符号给链接器使 用，如果一个符号在声明中加了static 关键字，那么它的链接属性变成了内部链接，也 就不会暴露给链接器进行链接，这样一来它也就只能被文件内部看见了。

匿名名字空间

匿名名字空间并不是真的没有名字，只不过这个名字只有编译器知道而已，下面的代码

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namespace {
struct Widget {};
} // namespace

实际上经过编译器的处理之后可能是下面这个样子：

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namespace some_unique_name_compiler_generated {}    // 编译器生成一个唯一的名字
using namespace some_unique_name_compiler_generated;

namespace some_unique_name_compiler_generated {
struct Widget {};
}

所以实际上 Widget 类完整的修饰应该是：

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some_unique_name_compiler_generated::Widget;

因为它没有 static 的修饰，所以它具有外部连接，但是因为命名空间的名字是编译器生 成的，外部无从知晓，所以Widget这个符号只有编译单元的内部才能看见。