全局变量存在时，如何用作用域解析符访问未命名命名空间？

原始代码 #

#include <iostream>
using namespace std;

// 命名空间first中的变量
namespace first
{
    int val = 500;
}

// 未命名命名空间中的变量
namespace
{
    int val = 400;
}

// 全局变量（当前为注释状态）
//int val = 100;

int main()
{
    // 局部变量
    int val = 200;

    // 通过作用域运算符访问不同作用域的变量
    cout << first::val << '\n'; 
    cout << ::val << '\n'; 
    cout << val << '\n'; 

    return 0;
}

场景说明 #

• 当注释掉全局变量int val = 100;时，::val会解析为未命名命名空间中的val = 400，程序输出为：

  500
  400
  200
  

• 取消注释启用全局变量后，::val会指向全局变量val = 100，程序输出变为：

  500
  100
  200
  

此时需要解决的问题是：如何在全局变量存在的情况下，访问未命名命名空间中的val？

解决方案 #

未命名命名空间的名字是编译器自动生成的唯一标识符，无法直接通过作用域运算符::写出它的名字来访问成员，因此可以通过以下两种实用方法间接访问：

方法1：提前定义引用捕获未命名命名空间的变量 #

在全局变量声明之前，定义一个引用指向未命名命名空间的val——此时全局变量还未声明，编译器会将val解析为未命名命名空间的成员：

#include <iostream>
using namespace std;

namespace first
{
    int val = 500;
}

namespace
{
    int val = 400;
}

// 定义引用捕获未命名命名空间的val（此时全局val尚未声明）
int& unnamed_val = val;

// 启用全局变量
int val = 100;

int main()
{
    int val = 200;

    cout << first::val << '\n';    // 输出500
    cout << ::val << '\n';         // 输出100（全局变量）
    cout << unnamed_val << '\n';   // 输出400（未命名命名空间的val）
    cout << val << '\n';           // 输出200（局部变量）

    return 0;
}

方法2：在未命名命名空间内添加访问函数 #

在未命名命名空间中定义一个函数，返回内部val的引用，通过调用该函数即可获取未命名命名空间的变量：

#include <iostream>
using namespace std;

namespace first
{
    int val = 500;
}

namespace
{
    int val = 400;
    // 定义函数返回未命名命名空间的val引用
    int& get_unnamed_val() { return val; }
}

// 启用全局变量
int val = 100;

int main()
{
    int val = 200;

    cout << first::val << '\n';          // 输出500
    cout << ::val << '\n';               // 输出100（全局变量）
    cout << get_unnamed_val() << '\n';   // 输出400（未命名命名空间的val）
    cout << val << '\n';                 // 输出200（局部变量）

    return 0;
}

原理说明 #

未命名命名空间的成员仅在当前翻译单元内可见，当全局作用域存在同名变量时，直接通过val或::val会优先匹配全局变量。由于无法直接写出未命名命名空间的名字，只能通过提前绑定引用或提供内部访问接口的方式，绕过名字冲突问题，持续访问到未命名命名空间的成员。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Johnz