名称空间、函数模板和静态数据的范围困境答案

【问题标题】：Scope quandary with namespaces, function templates, and static data名称空间、函数模板和静态数据的范围困境
【发布时间】：2011-02-14 15:26:41
【问题描述】：

这个范围界定问题似乎是 Scott Meyers 在他的一本Effective C++书籍中解决的 C++ 难题。

我有一个函数Analyze，它可以对一系列数据进行一些分析。该函数从几个地方调用不同类型的迭代器，所以我把它做成了一个模板（并因此在一个头文件中实现了它）。该函数依赖于静态数据表AnalysisTable，我不想将其暴露给其余代码。

我的第一个方法是在Analysis 中将表格设置为static const。

namespace MyNamespace {

  template <typename InputIterator>
  int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end) {
    static const int AnalysisTable[] = { /* data */ };
    ... // implementation uses AnalysisTable
    return result;
  }

}  // namespace MyNamespace

编译器似乎为Analyze 的每个实例创建了AnalysisTable 的副本，这会浪费空间（并且在很小程度上浪费时间）。

所以我像这样将表格移到函数之外：

namespace MyNamespace {

  const int AnalysisTable[] = { /* data */ };

  template <typename InputIterator>
  int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end) {
    ... // implementation uses AnalysisTable
    return result;
  }

}  // namespace MyNamespace

现在该表只有一个副本，但它已暴露给其余代码。我宁愿隐藏这个实现细节，所以我引入了一个未命名的命名空间：

namespace MyNamespace {

  namespace {  // unnamed to hide AnalysisTable
    const int AnalysisTable[] = { /* data */ };
  }  // unnamed namespace

  template <typename InputIterator>
  int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end) {
    ... // implementation uses AnalysisTable
    return result;
  }

}  // namespace MyNamespace

但现在我又拥有了该表的多个副本，因为包含此头文件的每个编译单元都有自己的。如果Analyze 不是模板，我可以将所有实现细节移出头文件。但它是一个模板，所以我似乎卡住了。

我的下一个尝试是将表放入实现文件并在Analyze 中声明extern。

// foo.h ------
namespace MyNamespace {

  template <typename InputIterator>
  int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end) {
    extern const int AnalysisTable[];
    ... // implementation uses AnalysisTable
    return result;
  }

}  // namespace MyNamespace

// foo.cpp ------
#include "foo.h"
namespace MyNamespace {
    const int AnalysisTable[] = { /* data */ };
}

这看起来应该可以工作，而且——确实——编译器很满意。然而，链接器抱怨“未解析的外部符号AnalysisTable”。讨厌！（有人可以解释我在这里缺少什么吗？）

我唯一能想到的就是给内部命名空间一个名字，在标题中声明表，并在实现文件中提供实际数据：

// foo.h -----
namespace MyNamespace {

  namespace PrivateStuff {
    extern const int AnalysisTable[];
  }  // unnamed namespace

  template <typename InputIterator>
  int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end) {
    ... // implementation uses PrivateStuff::AnalysisTable
    return result;
  }

}  // namespace MyNamespace

// foo.cpp -----
#include "foo.h"
namespace MyNamespace {
  namespace PrivateStuff {
    const int AnalysisTable[] = { /* data */ };
  }
}

再一次，我只有一个 AnalysisTable 实例（耶！），但程序的其他部分可以访问它（嘘！）。内部命名空间使他们不应该更清楚一点，但它仍然是可能的。

是否可以拥有一个表格实例并将表格移动到除Analyze 之外的任何地方？

【问题讨论】：

标签： c++ templates namespaces scope

【解决方案1】：

如果只有函数模板的特化才能访问数据真的很重要，您可以使用具有静态成员的类来保存数据。

class AnalysisTable
{
    static const int data[];

    template <typename InputIterator>
    friend int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end);
};

template <typename InputIterator>
int Analyze(InputIterator begin, InputIterator end)
{
    // ...
    x = AnalysisTable::data[n];
    // ...
}

【讨论】：