C語(yǔ)言中的名字空間, 較少被提及. 下面的寫法乍看之下是會(huì)讓人吃驚的:
#include <stdio.h>
struct Foo
{
int table_id;
signed int length:4;
} ;
typedef struct Foo Foo;
int main()
{
Foo Foo;
printf("size: %lld ", (long long) sizeof(Foo));
// Foo t1 = {0};
return 0;
}
Foo 首先是一個(gè)struct的tag名字, 其次又被typedef定義了一個(gè)同名的別名. 然后, 在main函數(shù)中,
以Foo Foo; 定義了該類型的一個(gè)變量, 同樣名為Foo.
這樣的程序竟然是符合標(biāo)準(zhǔn)的. 原因就在于C語(yǔ)言中有4個(gè)名字空間, 當(dāng)標(biāo)識(shí)符在不同的上下文情境下位于不同的名字空間時(shí), 可同時(shí)出現(xiàn)而不會(huì)引起沖突.
我查看了C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn), 6.2.3 Name Spaces and Identifiers
其中定義的4個(gè)名字空間如下:
1. label 單獨(dú)位于一個(gè)名字空間, 由于goto有害論, label受到牽連, 現(xiàn)今其重要性極低.
2. struct, union , enum的名字, 在C標(biāo)準(zhǔn)中用tag一詞指代, 它們的名字位于一個(gè)名字空間, 也就是說(shuō), 如果你已經(jīng)
struct Foo { ... };
就不能再
enum Foo {... };
了
3. struct, 或union 的成員, 位于由相應(yīng)的struct或union 聲明范圍內(nèi)的一個(gè)密閉名字空間, 兩個(gè)不同的struct, 或struct與union 的成員, 可以有同樣的名字, 這一規(guī)則可以遞歸地施行于struct / union 的子成員. 如果它們本身也是一個(gè)struct或union 的話.
4. 所有其它的一切東西, 比如函數(shù)名, 變量名等等.
根據(jù)這4條, 上面的程序該如何解釋? Foo 重復(fù)出現(xiàn)了3次:
struct Tag.
typedef 或
main內(nèi)的變量名.
根據(jù)上面的定義, 作為typedef定義出來(lái)的類型名和main內(nèi)的變量名同屬于"其它"類, 應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)沖突. 但實(shí)際上這樣的用法是允許的. 因?yàn)樵趍ain內(nèi)通過(guò)
Foo Foo;
定義變量Foo時(shí), 第一個(gè)Foo的語(yǔ)意只能是typedef定義出來(lái)的Foo才合理, 此時(shí)作為變量的Foo還沒(méi)定義完成, 所以沒(méi)有沖突.
那一行注釋起來(lái)的
// Foo t1...
如果去掉注釋, 就會(huì)引起編譯錯(cuò)誤,
test.c:15: error: expected ';' before 't1'
gcc的這條錯(cuò)誤并沒(méi)提供多少有用的信息.
因?yàn)樵诖藭r(shí)的上下文中, 就有了兩個(gè)identifier位于同一個(gè)名字空間. 而printf中的sizeof(Foo) 究竟是作為typedef定義出來(lái)的別名Foo, 還是變量名Foo.
雖然無(wú)法從程序運(yùn)行結(jié)果上知道, 但可以確定應(yīng)該是變量名Foo, 簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)加推理可以證實(shí)這一點(diǎn):
將Foo Foo改為char Foo;
此時(shí)大小變?yōu)?.
推理:
typdef定義的別名其作為域在最外層, 而在main內(nèi), 變量Foo暫時(shí)性地遮蔽了外層Foo的意義.
對(duì)上面程序作如下修改, 得到的結(jié)果可以證實(shí):
int main()
{
{
char Foo;
int a = 4, b = a;
printf("size: %lld ", (long long)sizeof(Foo) );
}
printf("size: %lld ", (long long)sizeof(Foo) );
struct Foo t1 = {0};
return 0;
}
另一個(gè)需要注意的地方是, C語(yǔ)言中定義的結(jié)構(gòu)的可見性, 是平坦的,
struct Foo
{
struct Bar { ... };
};
熟悉C++類型系統(tǒng)的人可能會(huì)懷疑是否能直接使用結(jié)構(gòu)Bar, 要不要Foo::, C里面Bar的可用性跟Foo是平級(jí)的.本篇文章