一、命名空间概述
开发一个大型工程必然会有很多开发人员的参与，也会引入很多第三方库，这导致程序中偶尔会碰到同名函数和类型，造成编译冲突的问题。为了缓解该问题对开发的影响，我们需要合理使用命名空间。程序员可以将函数和类型纳入命名空间中，这样在不同命名空间的函数和类型就不会产生冲突，当要使用它们的时候只需打开其指定的命名空间即可。
例如：
namespace S1
{
void foo() {}
}
namespace S2
{
void foo() {}
}
using namespace S1;
int main()
{
foo();
S2::foo();
}
以上是命名空间的一个典型例子，例子中命名空间S1和S2都有相同的函数foo，在调用两个函数时，由于命名空间S1被using关键字打开，因此S1的foo函数可以直接使用，而S2的foo函数需要使用::来指定函数的命名空间。
一、嵌套命名空间
嵌套的命名空间是指定义在其他命名空间中的命名空间：
namespace S
{
// 第一个嵌套的命名空间，定义了class A
namespace S1
{
class A {};
}
// 第二个嵌套的命名空间，定义了class B
namespace S2
{
class B {};
}
}
嵌套的命名空间同时是一个嵌套的作用域，它嵌套在外层命名空间的作用域中。嵌套的命名空间中的名字遵循的规则与往常类似：内层命名空间声明的名字将隐藏外层命名空间声明的同名成员。在嵌套的命名空间中定义的名字只在内层命名空间中有效，外层命名空间中的代码想要访问它必须在名字前面添加限定符。例如：
S::S1::A
C++ 17标准中允许使用一种更简洁的形式描述嵌套命名空间，例如：
namespace A::B::C
{
int foo() { return 0; }
}
以上代码完全等价于：
namespace A
{
namespace B
{
namespace C
{
int foo() { return 0; }
}
}
}
很显然前者是一种更简洁的定义嵌套命名空间的方法。使用新的嵌套命名空间语法能够有效消除代码冗余，提高代码的可读性。
二、内联命名空间
C++11 标准中引入了一种新的嵌套命名空间，称为内联命名空间（inline namespace)。和普通的嵌套命名空间不同，内联命名空间中的名字可以被外层命名空间直接使用。也就是说，我们无须在内联命名空间的名字前添加表示该命名空间的前缀，通过外层命名空间的名字就可以直接访问它。
定义内联命名空间的方式是在关键字 namespace 前添加关键字 inline。
#include <iostream>
namespace Parent
{
namespace Child1
{
void foo() { std::cout << "Child1::foo()" << std::endl; }
}
inline namespace Child2
{
void foo() { std::cout << "Child2::foo()" << std::endl; }
}
}
int main()
{
Parent::Child1::foo();
Parent::foo();
}
关键字 inline 必须出现在命名空间第一次定义的地方，后续再打开命名空间的时候可以写inline，也可以不写。
这个新特性的用途是什么呢？这里删除内联命名空间，将foo函数直接纳入Parent命名空间也能达到同样的效果。
实际上，该特性可以帮助库作者无缝升级库代码，让客户不用修改任何代码也能够自由选择新老库代码。举个例子：
#include <iostream>
namespace Parent
{
void foo() { std::cout << "foo v1.0" << std::endl; }
}
int main()
{
Parent::foo();
}
假设现在Parent代码库提供了一个接口foo来完成一些工作，突然某天由于加入了新特性，需要升级接口。有些用户喜欢新的特性但并不愿意为了新接口去修改他们的代码；还有部分用户认为新接口影响了稳定性，所以希望沿用老的接口。这里最直接的办法是提供两个不同的接口函数来对应不同的版本。但是如果库中函数很多，则会出现大量需要修改的地方。另一个方案就是使用内联命名空间，将不同版本的接口归纳到不同的命名空间中，然后给它们一个容易辨识的空间名称，最后将当前最新版本的接口以内联的方式导出到父命名空间中，比如：
namespace Parent
{
namespace V1
{
void foo() { std::cout << "foo v1.0" << std::endl; }
}
inline namespace V2
{
void foo() { std::cout << "foo v2.0" << std::endl; }
}
}
int main()
{
Parent::foo();
}
从上面的代码可以看出，虽然foo函数从V1升级到了V2，但是客户的代码并不需要任何修改。如果用户还想使用V1版本的函数，则只需要统一添加函数版本的命名空间，比如Parent::V1::foo()。使用这种方式管理接口版本非常清晰，如果想加入V3版本的接口，则只需要创建V3的内联命名空间，并且将命名空间V2的inline关键字删除。请注意，示例代码中只能有一个内联命名空间，否则编译时会造成二义性问题，编译器不知道使用哪个内联命名空间的foo函数。
有些遗憾的是，在C++17标准中没有办法简洁地定义内联命名空间，这个问题直到C++20标准才得以解决。在C++20中，我们可以这样定义内联命名空间：
namespace A::B::inline C
{
int foo() { return 5; }
}
// 或者
namespace A::inline B::C
{
int foo() { return 5; }
}
它们分别等同于：
namespace A::B
{
inline namespace C
{
int foo() { return 5; }
}
}
namespace A
{
inline namespace B
{
namespace C
{
int foo() { return 5; }
}
}
}
请注意，inline可以出现在除第一个namespace之外的任意namespace之前。
参考文献：
- 《C++ Primer第五版》
- 《现代C++语言核心特性解析》