C++的命名空間詳解

更新時(shí)間：2021年09月17日 15:30:54 作者：透明水晶

這篇文章主要介紹了C++編程中的命名空間基本知識(shí)講解,包括對(duì)C++中內(nèi)聯(lián)命名空間新特性的介紹,需要的朋友可以參考下

C++ | C++命名空間

C++命名空間

一個(gè)中大型軟件往往由多名程序員共同開(kāi)發(fā)，會(huì)使用大量的變量和函數(shù)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)變量或函數(shù)的命名沖突。
當(dāng)所有人的代碼都測(cè)試通過(guò)，沒(méi)有問(wèn)題時(shí)，將它們結(jié)合到一起就有可能會(huì)出現(xiàn)命名沖突。

例如小李和小韓都參與了一個(gè)文件管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，它們都定義了一個(gè)全局變量 fp，用來(lái)指明當(dāng)前打開(kāi)的文件，
將他們的代碼整合在一起編譯時(shí)，很明顯編譯器會(huì)提示 fp **重復(fù)定義（Redefinition）**錯(cuò)誤。

為了解決合作開(kāi)發(fā)時(shí)的命名沖突問(wèn)題，C++ 引入了**命名空間（Namespace）**的概念。

它可作為附加信息來(lái)區(qū)分不同庫(kù)中相同名稱(chēng)的函數(shù)、類(lèi)、變量等。使用了命名空間即定義了上下文。本質(zhì)上，命名空間就是定義了一個(gè)范圍。

l例如：一個(gè)文件夾(目錄)中可以包含多個(gè)文件夾，每個(gè)文件夾中不能有相同的文件名，但不同文件夾中的文件可以重名。

在這里插入圖片描述

定義命名空間

命名空間的定義使用關(guān)鍵字 namespace，后跟命名空間的名稱(chēng)：

namespace namespace_name
{
 	// 代碼：variables/functions/classes   
}

為了調(diào)用帶有命名空間的函數(shù)或變量，需要在前面加上命名空間的名稱(chēng)。

::是一個(gè)新符號(hào)，稱(chēng)為域解析操作符，在C++中用來(lái)指明要使用的命名空間。

name::code; // code:變量、函數(shù)

實(shí)例1：

/*******************************************************************
 *   > File Name: namespace.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 21:32:04
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
// 第一個(gè)命名空間
namespace space1{
    void func(){
        cout << "Inside first space" << endl;
    }
}
// 第二個(gè)命名空間
namespace space2{
    void func(){
        cout << "Inside second space" << endl;
    }
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    space1::func(); // 調(diào)用第一個(gè)空間的函數(shù)
    space2::func(); // 調(diào)用第二個(gè)空間的函數(shù)
    return 0;
}

編譯、運(yùn)行：

PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> make
g++ -o namespace namespace.cpp -g -Wall
PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> .\namespace.exe
Inside first space
Inside second space

using 指令

您可以使用 using namespace 指令，這樣在使用命名空間時(shí)就可以不用在前面加上命名空間的名稱(chēng)。
這個(gè)指令會(huì)告訴編譯器，后續(xù)的代碼將使用指定的命名空間中的名稱(chēng)。

實(shí)例2：

/*******************************************************************
 *   > File Name: using-namespace.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 21:43:39
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
namespace space1{
    void func(void){
        cout << "inside first namespace" << endl;
    }
}// namespace space1
namespace space2{
    void func(void){
        cout << "inside second namespace" << endl;
    }
} // namespace space2
using namespace space2;
int main(int argc, char* argv[])
{
    func(); // 調(diào)用第一個(gè)命名空間中的函數(shù)
    return 0;
}

編譯、運(yùn)行：

PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> make
g++ -o using-namespace using-namespace.cpp -g -Wall
PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> .\using-namespace.exe
inside second namespace

using 指令也可以用來(lái)指定命名空間中的特定項(xiàng)目。

例如，如果您只打算使用 std 命名空間中的 cout 部分，您可以使用如下的語(yǔ)句：

using std::cout;

隨后的代碼中，在使用 cout 時(shí)就可以不用加上命名空間名稱(chēng)作為前綴，但是 std 命名空間中的其他項(xiàng)目仍然需要加上命名空間名稱(chēng)作為前綴。

實(shí)例3：

/*******************************************************************
 *   > File Name: using-namespace1.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 21:57:40
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using std::cout;
int main(int argc, char* argv[])
{
    cout << "std::endl is used with std!" << std::endl;
    return 0;
}

編譯、運(yùn)行：

PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> make
g++ -o using-namespace1 using-namespace1.cpp -g -Wall
PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> .\using-namespace1.exe
std::endl is used with std!

using 指令引入的名稱(chēng)遵循正常的范圍規(guī)則。名稱(chēng)從使用 using 指令開(kāi)始是可見(jiàn)的，直到該范圍結(jié)束。此時(shí)，在范圍以外定義的同名實(shí)體是隱藏的。

不連續(xù)的命名空間

命名空間可以定義在幾個(gè)不同的部分中，因此命名空間是由幾個(gè)單獨(dú)定義的部分組成的。

一個(gè)命名空間的各個(gè)組成部分可以分散在多個(gè)文件中。

所以，如果命名空間中的某個(gè)組成部分需要請(qǐng)求定義在另一個(gè)文件中的名稱(chēng)，則仍然需要聲明該名稱(chēng)。

下面的命名空間定義可以是定義一個(gè)新的命名空間，也可以是為已有的命名空間增加新的元素：

namespace namespace_name {   // 代碼聲明 }

嵌套的命名空間

命名空間可以嵌套，您可以在一個(gè)命名空間中定義另一個(gè)命名空間，如下所示：

namespace namespace_name1 {   
	// 代碼聲明   
	namespace namespace_name2 {      
	// 代碼聲明   
	} 
}

您可以通過(guò)使用 :: 運(yùn)算符來(lái)訪(fǎng)問(wèn)嵌套的命名空間中的成員：

// 訪(fǎng)問(wèn) namespace_name2 中的成員 
using namespace namespace_name1::namespace_name2;  
// 訪(fǎng)問(wèn) namespace:name1 中的成員 
using namespace namespace_name1;

實(shí)例4：

/*******************************************************************
 *   > File Name: namespace-namespace.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 22:18:52
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
// 第一個(gè)命名空間
namespace first_space{
   void func(){
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
   // 第二個(gè)命名空間
   namespace second_space{
      void func(){
         cout << "Inside second_space" << endl;
      }
   }
}
using namespace first_space::second_space;
int main ()
{
   // 調(diào)用第二個(gè)命名空間中的函數(shù)
   func();
   return 0;
}

編譯、運(yùn)行：

PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> make
g++ -o namespace-namespace namespace-namespace.cpp -g -Wall
PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> .\namespace-namespace.exe
Inside second_space

實(shí)例5：

關(guān)于命名空間內(nèi)變量和函數(shù)及全局變量的使用和作用域:

/*******************************************************************
 *   > File Name: namespace1.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 22:24:18
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
namespace A
{
    int a = 100;
    namespace B            //嵌套一個(gè)命名空間B
    {
        int a =20;
    }
}
int a = 200;//定義一個(gè)全局變量
int main(int argc, char *argv[])
{
    cout <<"A::a ="<< A::a << endl;
    cout <<"A::B::a ="<<A::B::a << endl;
    cout <<"a ="<<a << endl;
    cout <<"::a ="<<::a << endl;
    int a = 30;
    cout <<"a ="<<a << endl;
    cout <<"::a ="<<::a << endl;
    return 0;
}

編譯、運(yùn)行：

PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> make
g++ -o namespace1 namespace1.cpp -g -Wall
PS D:\2.SoftTools\cygwin64\home\fly\workSpace\cplusplus\day3> .\namespace1.exe
A::a =100
A::B::a =20
a =200 //全局變量a
::a =200
a =30 //局部變量a
::a =200

即：全局變量 a 表達(dá)為 ::a，用于當(dāng)有同名的局部變量時(shí)來(lái)區(qū)別兩者。

筆記：

實(shí)例6：

/*******************************************************************
 *   > File Name: namespace2.cpp
 *   > Author: fly
 *   > Mail: 1358326274@qq.com
 *   > Create Time: 2021年09月16日 22:28:21
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
namespace A
{
    int a = 100;
    int fun()
    {
        cout<<"a = "<<a<<endl;
    }
    namespace B            //嵌套一個(gè)命名空間B
    {
        int a =20;
        int fun()
        {
             cout<<"a = "<<a<<endl;
        }
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    cout<<a<<endl;// 錯(cuò)誤：‘a(chǎn)'在此作用域中尚未聲明
    fun();// 錯(cuò)誤：‘fun'在此作用域中尚未聲明
    return 0;
}

解決辦法：用 using 來(lái)告訴編譯器用到的是哪個(gè)命名空間內(nèi)的內(nèi)容。

在 main() 上面加 using namespace A; 或者 using namespace A::B; 。

這樣就可以使用其中的 a 和 fun()。

但是不能同時(shí)使用，因?yàn)檫@樣也會(huì)導(dǎo)致編譯出錯(cuò)，編譯器器不知道要去使用哪個(gè) a 和 fun()。

實(shí)例7：

命名空間沖突

/*******************************************************************
 *   > File Name: namespace3.cpp
 *   > Create Time: 2021年09月16日 22:32:58
 ******************************************************************/
#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
    int a = 100;
    namespace B            //嵌套一個(gè)命名空間B
    {
        int a = 20;
    }
}
int a = 200;//定義一個(gè)全局變量
int main(int argc, char *argv[]) {
    cout << "A::a =" << A::a << endl;        //A::a =100
    cout << "A::B::a =" << A::B::a << endl;  //A::B::a =20
    cout << "a =" << a << endl;              //a =200
    cout << "::a =" << ::a << endl;          //::a =200
    using namespace A;
    /*  錯(cuò)誤：對(duì)‘a(chǎn)'的引用有歧義 */
    cout << "a =" << a << endl;     // Reference to 'a' is ambiguous // 命名空間沖突，編譯期錯(cuò)誤
    cout << "::a =" << ::a << endl; //::a =200
    int a = 30;
    cout << "a =" << a << endl;     //a =30
    cout << "::a =" << ::a << endl; //::a =200
    //即：全局變量 a 表達(dá)為 ::a，用于當(dāng)有同名的局部變量時(shí)來(lái)區(qū)別兩者。
    using namespace A;
    cout << "a =" << a << endl;     // a =30  // 當(dāng)有本地同名變量后，優(yōu)先使用本地，沖突解除
    cout << "::a =" << ::a << endl; //::a =200
    return 0;
}