命名空间
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操作

using 声明

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类
 

将定义在其他地方的名字引入到此 using 声明出现的声明区域中。参见 using enum 以及 (C++20 起)using namespace 以了解其他相关的声明。

using typename(可选) 嵌套名说明符 非限定 ID ; (C++17 前)
using 声明符列表 ; (C++17 起)
typename - 当 using 声明从基类将成员类型引入到类模板中时，可根据需要使用关键字 typename 来解析依赖名。
嵌套名说明符 - 一串名字和作用域解析运算符 ::，以作用域解析运算符结尾。单个 :: 指全局命名空间。
非限定 ID - 一个id-表达式
声明符列表 - 由逗号分隔的一个或多个 typename(可选) 嵌套名说明符 非限定 ID 声明符列表。部分或全部声明符后可以跟省略号 ... 以指示包扩展。

目录

[编辑] 解释

using 声明可用于将命名空间成员引入其他命名空间和块作用域，或将基类成员引入派生类定义中，或将枚举器引入命名空间、块和类作用域(C++20 起)。

具有多个 using 声明符的 using 声明等价于一个由相应的一个 using 声明符组成的 using 声明序列。

 (C++17 起)

[编辑] 在命名空间和块作用域中

using 声明将另一个命名空间的成员引入当前命名空间或块作用域。

#include <iostream>
#include <string>
 
using std::string;
 
int main()
{
    string str = "Example";
    using std::cout;
    cout << str;
}

详见命名空间。

[编辑] 在类定义中

Using 声明将基类的成员引入派生类定义中，例如将基类的受保护成员公开为派生类的公共成员。在这种情况下，嵌套名说明符必须命名正在定义的类的基类。如果该名称是基类中重载成员函数的名称，则所有具有该名称的基类成员函数都会被引入。如果派生类已经拥有具有相同名称、参数列表和限定符的成员，则派生类成员会隐藏或覆盖（不与）从基类引入的成员。

运行此代码
#include <iostream>
 
struct B
{
    virtual void f(int) { std::cout << "B::f\n"; }
    void g(char)        { std::cout << "B::g\n"; }
    void h(int)         { std::cout << "B::h\n"; }
protected:
    int m; // B::m is protected
    typedef int value_type;
};
 
struct D : B
{
    using B::m;          // D::m is public
    using B::value_type; // D::value_type is public
 
    using B::f;
    void f(int) override { std::cout << "D::f\n"; } // D::f(int) overrides B::f(int)
 
    using B::g;
    void g(int) { std::cout << "D::g\n"; } // both g(int) and g(char) are visible
 
    using B::h;
    void h(int) { std::cout << "D::h\n"; } // D::h(int) hides B::h(int)
};
 
int main()
{
    D d;
    B& b = d;
 
//  b.m = 2;  // Error: B::m is protected
    d.m = 1;  // protected B::m is accessible as public D::m
 
    b.f(1);   // calls derived f()
    d.f(1);   // calls derived f()
    std::cout << "----------\n";
 
    d.g(1);   // calls derived g(int)
    d.g('a'); // calls base g(char), exposed via using B::g;
    std::cout << "----------\n";
 
    b.h(1);   // calls base h()
    d.h(1);   // calls derived h()
}

输出

D::f
D::f
----------
D::g
B::g
----------
B::h
D::h

继承构造函数

如果 using-declaration 指的是正在定义的类的直接基类的构造函数（例如 using Base::Base;），那么当初始化派生类时，该基类的所有构造函数（忽略成员访问）都将对重载决议可见。

如果重载决议选择了一个继承的构造函数，那么当它用于构造相应基类的对象时，它是可访问的：引入它的 using 声明的可访问性被忽略。

如果在初始化这样的派生类对象时，重载决议选择了一个继承的构造函数，那么继承该构造函数的 Base 子对象将使用该继承的构造函数进行初始化，而 Derived 的所有其他基和成员都将像默认构造函数那样进行初始化（如果提供了默认成员初始化器，则使用它们，否则进行默认初始化）。整个初始化被视为一个单一的函数调用：继承构造函数参数的初始化在派生对象的任何基或成员的初始化之前进行。

struct B1 { B1(int, ...) {} };
struct B2 { B2(double)   {} };
 
int get();
 
struct D1 : B1
{
    using B1::B1; // inherits B1(int, ...)
    int x;
    int y = get();
};
 
void test()
{
    D1 d(2, 3, 4); // OK: B1 is initialized by calling B1(2, 3, 4),
                   // then d.x is default-initialized (no initialization is performed),
                   // then d.y is initialized by calling get()
 
    D1 e;          // Error: D1 has no default constructor
}
 
struct D2 : B2
{
    using B2::B2; // inherits B2(double)
    B1 b;
};
 
D2 f(1.0); // error: B1 has no default constructor
struct W { W(int); };
 
struct X : virtual W
{
    using W::W; // inherits W(int)
    X() = delete;
};
 
struct Y : X
{
    using X::X;
};
 
struct Z : Y, virtual W
{
    using Y::Y;
};
 
Z z(0); // OK: initialization of Y does not invoke default constructor of X

如果 `Base` 基类子对象不作为 `Derived` 对象的一部分进行初始化（即，`Base` 是 `Derived` 的虚基类，且 `Derived` 对象不是最派生对象），则会省略对继承构造函数的调用，包括任何参数的求值。

struct V
{
    V() = default;
    V(int);
};
 
struct Q { Q(); };
 
struct A : virtual V, Q
{
    using V::V;
    A() = delete;
};
 
int bar() { return 42; }
 
struct B : A
{
    B() : A(bar()) {} // OK
};
 
struct C : B {};
 
void foo()
{
    C c; // “bar” is not invoked, because the V subobject
         // is not initialized as part of B
         // (the V subobject is initialized as part of C,
         //  because “c” is the most derived object)
}

如果构造函数是从类型为 Base 的多个基类子对象继承的，则程序是病态的，类似于多重继承的非静态成员函数。

struct A { A(int); };
struct B : A { using A::A; };
struct C1 : B { using B::B; };
struct C2 : B { using B::B; };
 
struct D1 : C1, C2
{
    using C1::C1;
    using C2::C2;
};
D1 d1(0); // ill-formed: constructor inherited from different B base subobjects
 
struct V1 : virtual B { using B::B; };
struct V2 : virtual B { using B::B; };
 
struct D2 : V1, V2
{
    using V1::V1;
    using V2::V2;
};
D2 d2(0); // OK: there is only one B subobject.
          // This initializes the virtual B base class,
          //   which initializes the A base class
          // then initializes the V1 and V2 base classes
          //   as if by a defaulted default constructor

与任何其他非静态成员函数的 using 声明一样，如果继承的构造函数与 Derived 的某个构造函数签名匹配，则它会被 Derived 中的版本隐藏起来。如果 Base 的某个继承构造函数恰好具有与 Derived 的拷贝/移动构造函数匹配的签名，则它不会阻止 Derived 拷贝/移动构造函数的隐式生成（然后，它会隐藏继承的版本，类似于 using operator=）。

struct B1 { B1(int); };
struct B2 { B2(int); };
 
struct D2 : B1, B2
{
    using B1::B1;
    using B2::B2;
 
    D2(int); // OK: D2::D2(int) hides both B1::B1(int) and B2::B2(int)
};
D2 d2(0);    // calls D2::D2(int)

在一个模板类中，如果一个 using 声明引用了一个依赖名，则如果 嵌套名说明符 的末尾名称与 非限定 ID 相同，则它被认为是命名一个构造函数。

template<class T>
struct A : T
{
    using T::T; // OK, inherits constructors of T
};
 
template<class T, class U>
struct B : T, A<U>
{
    using A<U>::A; // OK, inherits constructors of A<U>
    using T::A;    // does not inherit constructor of T
                   // even though T may be a specialization of A<>
};
 (C++11 起)


引入有作用域的枚举器

除了其他命名空间的成员和基类的成员，using 声明还可以将枚举的枚举器引入命名空间、块和类作用域。

using 声明也可以与无作用域枚举器一起使用。

enum class button { up, down };
 
struct S
{
    using button::up;
    button b = up; // OK
};
 
using button::down;
constexpr button non_up = down; // OK
 
constexpr auto get_button(bool is_up)
{
    using button::up, button::down;
    return is_up ? up : down; // OK
}
 
enum unscoped { val };
using unscoped::val; // OK, though needless
 (C++20 起)

[编辑] 注意

只有在 using 声明中明确提及的名称才会被转移到声明性作用域：特别地，当枚举类型名称被 using 声明时，枚举器不会被转移。

using 声明不能引用命名空间、有作用域的枚举器(C++20 前)、基类的析构函数或用户定义转换函数的成员模板特化。

using 声明不能命名成员模板特化（语法不允许 template-id）

struct B
{
    template<class T>
    void f();
};
 
struct D : B
{
    using B::f;      // OK: names a template
//  using B::f<int>; // Error: names a template specialization
 
    void g() { f<int>(); }
};

using 声明也不能用于将依赖成员模板的名称作为 template-name 引入（不允许对依赖名使用 template 消歧符）。

template<class X>
struct B
{
    template<class T>
    void f(T);
};
 
template<class Y>
struct D : B<Y>
{
//  using B<Y>::template f; // Error: disambiguator not allowed
    using B<Y>::f;          // compiles, but f is not a template-name
 
    void g()
    {
//      f<int>(0);          // Error: f is not known to be a template name,
                            // so < does not start a template argument list
        f(0);               // OK
    }   
};

如果一个 using 声明将基类赋值运算符引入派生类，且其签名恰好与派生类的拷贝赋值或移动赋值运算符匹配，则该运算符会被派生类的隐式声明的拷贝/移动赋值运算符隐藏。同样适用于继承基类构造函数且恰好与派生类拷贝/移动构造函数匹配的 using 声明(C++11 起)。

继承构造函数的语义被针对 C++11 的缺陷报告追溯修改。此前，继承构造函数声明会在派生类中注入一组合成的构造函数声明，这导致冗余的参数拷贝/移动，与某些 SFINAE 形式存在问题，并且在某些情况下在主要 ABI 上无法实现。旧编译器可能仍实现以前的语义。

旧的继承构造函数语义

如果 using-declaration 指的是正在定义的类的直接基类的构造函数（例如 using Base::Base;），那么该基类的构造函数将根据以下规则被继承：

1) 一组候选继承构造函数由以下组成：
a) 基类的所有非模板构造函数（如果存在省略号参数，则省略）(C++14 起)
b) 对于每个带有默认参数或省略号参数的构造函数，通过逐个删除省略号和参数列表末尾的默认参数而形成的所有构造函数签名。
c) 基类的所有构造函数模板（如果存在省略号参数，则省略）(C++14 起)
d) 对于每个带有默认参数或省略号的构造函数模板，通过逐个删除省略号和参数列表末尾的默认参数而形成的所有构造函数签名。
2) 所有不是默认构造函数或拷贝/移动构造函数，且其签名不匹配派生类中用户定义构造函数的候选继承构造函数，都会在派生类中隐式声明。默认参数不被继承。
struct B1
{
    B1(int);
};
 
struct D1 : B1
{
    using B1::B1;
 
    // The set of candidate inherited constructors is 
    // 1. B1(const B1&)
    // 2. B1(B1&&)
    // 3. B1(int)
 
    // D1 has the following constructors:
    // 1. D1() = delete
    // 2. D1(const D1&) 
    // 3. D1(D1&&)
    // 4. D1(int) <- inherited
};
 
struct B2
{
    B2(int = 13, int = 42);
};
 
struct D2 : B2
{
    using B2::B2;
 
    // The set of candidate inherited constructors is
    // 1. B2(const B2&)
    // 2. B2(B2&&)
    // 3. B2(int = 13, int = 42)
    // 4. B2(int = 13)
    // 5. B2()
 
    // D2 has the following constructors:
    // 1. D2()
    // 2. D2(const D2&)
    // 3. D2(D2&&)
    // 4. D2(int, int) <- inherited
    // 5. D2(int) <- inherited
};

继承的构造函数等价于用户定义的构造函数，其拥有一个空函数体和一个由单个 嵌套名说明符 组成的成员初始化列表，该列表将其所有参数转发给基类构造函数。

它拥有与相应基构造函数相同的访问权限。如果用户定义的构造函数满足 constexpr 构造函数要求，它就是 constexpr 的。如果相应基构造函数被删除或默认的默认构造函数将被删除（除了构造正在继承其构造函数的基类不算在内），则它被删除。继承构造函数不能显式实例化或显式特化。

如果两个 using 声明继承了具有相同签名的构造函数（来自两个直接基类），则程序是病态的。

继承构造函数模板不应被显式实例化或显式特化。

 (C++11 起)

using 声明中的包扩展使得无需递归即可形成一个暴露可变基类重载成员的类。

template<typename... Ts>
struct Overloader : Ts...
{
    using Ts::operator()...; // exposes operator() from every base
};
 
template<typename... T>
Overloader(T...) -> Overloader<T...>; // C++17 deduction guide, not needed in C++20
 
int main()
{
    auto o = Overloader{ [] (auto const& a) {std::cout << a;},
                         [] (float f) {std::cout << std::setprecision(3) << f;} };
}
 (C++17 起)
功能测试宏 值 标准 特性
__cpp_inheriting_constructors 200802L (C++11) 继承构造函数
201511L (C++17)
(DR11)		 重新措辞继承构造函数
__cpp_variadic_using 201611L (C++17) using 声明中的包扩展

[编辑] 关键词

using

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时的行为 正确的行为
CWG 258 C++98 派生类的非 const 成员函数可以
覆盖和/或隐藏其基类的 const 成员函数		 覆盖和隐藏还需要
cv-限定符相同
CWG 1738 C++11 不清楚是否允许
显式实例化或显式特化
继承构造函数模板的特化		 已禁止
CWG 2504 C++11 继承构造函数的行为
来自虚基类不明确		 已明确
P0136R1 C++11 继承构造函数声明注入
派生类中的额外构造函数		 导致基类构造函数
通过名称查找找到
  1. 引用

[编辑] 参考

  • C++23 标准 (ISO/IEC 14882:2024)
  • 9.9 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++20 标准 (ISO/IEC 14882:2020)
  • 9.9 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++17 标准 (ISO/IEC 14882:2017)
  • 10.3.3 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++14 标准 (ISO/IEC 14882:2014)
  • 7.3.3 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++11 标准 (ISO/IEC 14882:2011)
  • 7.3.3 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++03 标准 (ISO/IEC 14882:2003)
  • 7.3.3 using 声明 [namespace.udecl]
  • C++98 标准 (ISO/IEC 14882:1998)
  • 7.3.3 using 声明 [namespace.udecl]
取自 "https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/language/using_declaration&oldid=179512"