命名空间！C++之路扬帆起航

news2024/11/26 14:46:46

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👑专栏内容：C++学习笔记
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一、前言
二、命名空间
- 1、命名空间的定义
- - Ⅰ、正常定义
  - Ⅱ、嵌套定义
  - Ⅲ、不连续定义
- 2、命名空间的使用
- - Ⅰ、域解析操作符
  - Ⅱ、`using`引入空间成员
  - Ⅲ、`using namespace`引入空间所有成员
三、`std`命名空间
- 1、std的来历
- 2、`std`的使用惯例
四、总结
- 1、命名空间的三种定义方式
- 2、命名空间的三种使用方法
- 3、 `std`使用注意

一、前言

实际的软件开发过程中，一个程序往往由多名程序员共同开发。不同程序员在开发过程中都会使用大量的变量和函数，这个时候就会出现变量或函数的命名冲突。虽然每个人的代码都没有问题，但将它们结合到一起就可能会因为命名冲突而出现错误。

在没有命名空间的C语言中，如果出现了命名冲突，那只能在所有人写过的代码中，找出那些命名冲突的变量或函数，进行修改。

因为李四经常写出和张三相同的变量名和函数名，没少挨张三的打。公司为了李四的生命安全着想，决定让他们一起学习有命名空间（namespace）的C++ ！

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二、命名空间

1、命名空间的定义

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称将都存
在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。使用命名空间的目的是对标识符的名称进行本地化，
以避免命名冲突或名字污染，它可作为附加信息来区分不同库中相同名称的函数、类、变量等。使用了命名空间即定义了上下文。本质上，命名空间就是定义了一个范围，命名空间中的所有内容都会局限于该命名空间这个范围之中。

定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}
中即为命名空间的成员。

Ⅰ、正常定义

namespace name1
{
	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
	int rand = 10;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}
		struct Node
	{
		struct Node* next;
		int val;
	};
}

这段代码中name1是该命名空间的名字，它里面可以包含变量、函数、类、typedef、#define 等，最后用{ }包围起来。

Ⅱ、嵌套定义

命名空间是可以嵌套定义的，即在一个命名空间中定义另外一个命名空间。

namespace name1
{
int a;
int b;
int Add(int left, int right)
 {
     return left + right;
 }
namespace name2
 {
     int c;
     int d;
     int Sub(int left, int right)
     {
         return left - right;
     }
 }
}

Ⅲ、不连续定义

同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间，编译器最后会合成同一个命名空间中。
在test.h中有如下定义：

namespace name3
{
    int Add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }
}

在test.cpp中有如下定义：

namespace name3
{
    int Mul(int left, int right)
    {
        return left * right;
    }
}

由于两个命名空间的名字相同，所以在编译器严重，这两段可以视为如下代码：

namespace name3
{
    int Add(int x, int y)
    {
        return x + y;
    }
    int Mul(int left, int right)
    {
        return left * right;
    }
}

2、命名空间的使用

命名空间的使用有如下三种方式：

加命名空间名称及域解析操作符
使用using将命名空间中某个成员引入
使用using namespace命名空间名称引入

Ⅰ、域解析操作符

::是一个新符号，称为域解析操作符，在C++中用来指明要使用的命名空间。

namespace name1
{
int a = 1;
int b = 2;
int Add(int left, int right)
 {
     return left + right;
 }
}
int main()
{
    printf("%d\n", name1::a); //使用name1中的变量a
    return 0;    
}

Ⅱ、`using`引入空间成员

使用using这个新关键字引入空间中的成员。

namespace name1
{
int a = 1;
int b = 2;
int Add(int left, int right)
 {
     return left + right;
 }
}
using name1::b;//引入了name1命名空间中的b成员
int main()
{
    printf("%d\n", name1::a);
    printf("%d\n", b);
    return 0;    
}

Ⅲ、`using namespace`引入空间所有成员

namespace name1
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int Add(int left, int right)
    {
        return left + right;
    }
}
using namespace name1;
int main()
{
    printf("%d\n", a);
    printf("%d\n", b);
    Add(10, 20);
    return 0;
}

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三、`std`命名空间

1、std的来历

std是英文单词S tan dard 的缩写，意思是“标准命名空间”。

它是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中。

因为早期的 C++ 还不完善，不支持命名空间，没有自己的编译器，而是将 C++ 代码翻译成C代码，再通过C编译器完成编译。所以早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来又开发了命名空间这一功能，就将类、函数、宏等都统一纳入在std命名空间下，为了和C的头文件区分，也为了正确使用命名空间。

注意：为了避免头文件重名，C++ 库也对头文件的命名做了调整，去掉了后缀.h，所以C语言的头文件，在c++中依旧存在，但在每个名字前还要添加一个c字母，并且去掉.h所以C语言的stdio.h变成了cstdio，stdlib.h变成了cstdlib。
比如C语言中我们使用printf函数需要这样写：

#include<stdio.h>
int main ()
{
	printf("hello world ！");
	return 0;
}

而C++中我们使用printf函数则需要这样写：

#include<cstdio>
using namespace std;
int main()
{
	printf("hello world ！");
	return 0;
}

2、`std`的使用惯例

在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。
using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对
象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模
大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 +
using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。