详解C++中的命名空间(namespace)

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详解C++中的命名空间(namespace)

C++关键字(C++98)

在C++中,总共有63个关键字,大家还记得在C语言中有多少个关键字吗,没错,在C语言中总共有32个关键字。
下面是C++的关键字:

asm do if auto
return try continue double
inline short typedef for
bool dynamic_cast int signed
typeid public break else
long sizeof typename throw
case enum mutable static
union wchar_t catch explicit
namespace static_cast unsigned default
char export new struct
using friend class extern
operator switch virtual register
const false private template
void true const_cast float
protected this volatile while
delete goto reinterpret_cast

命名冲突

详解C++中的命名空间(namespace)
可以看到:上述代码我们可以通过。
那现在这段代码呢?请看:
详解C++中的命名空间(namespace)

我们发现rand出现了重定义的错误那为什么rand发生了冲突了呢?其实rand这里是跟发生了冲突。std中有一个函数也叫rand,所以就会发生命名冲突的问题。
发生命名冲突的原因有两种:

1.跟库里发生冲突。
2.互相之间发生冲突。

其实命名冲突这个问题挺麻烦的,我们并不知道库中是否有这个变量,在这个基础上,如果我们又重新定义了这个变量,此时就会出现命名冲突的问题。为了解决命名冲突的问题,就引出了命名空间

命名空间

嗯,namespace就是命名空间的意思,也是C++中的一个关键字,就是用来解决命名冲突的问题的。
这里,我们先来引出一个问题,请看下面代码:

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{

	return 0;
}

在C++中,为什么我们一般要加上using namespace std;呢?

命名空间的定义

命名空间,即namespace,后面跟着命名空间的名字,然后接一对{}{}中的内容就是命名空间的成员
命名空间namespace可以定义一个出来。
举个例子:
详解C++中的命名空间(namespace)
我们可以看到上图的代码出现了rand重定义的问题,我们如果不想出现这个问题,就可以用namespace定义一个域出来以解决重定义这个问题。
请看解决方法:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//域
namespace hello
{
	//hello这个域就会把域中的内容(rand)进行一个隔离
	//这里要注意,域中的rand与主函数中的rand不是一回事。
	int rand = 0;
}

int main()
{
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

详解C++中的命名空间(namespace)
这个运行结果也说明了域中的rand与主函数中的rand不是一回事。

局部域和全局域的关系

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int a = 0;

int main()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

上面这个代码中的两个a就可以同时存在
我们把主函数外面的a看作是全局域中的a,把主函数里面中的a看作是局部域中的a同时,我们还要知道一个点局部域和全局域既影响访问,也影响生命周期。域分为好几种,作用域只是域中的一种。
域总共分为下面四种:

类域
命名空间域
局部域
全局域

我们来运行上面的代码:

详解C++中的命名空间(namespace)
因为局部域中的a优先,所以这里打印出来的是局部域中变量a的值,即打印出来的是1,如果我们想打印全局域中的a中的值怎么办呢?我们可以这样:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int a = 0;

int main()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a); 

	//  ::称为域作用限定符
	printf("%d\n",::a);
	return 0;
}

详解C++中的命名空间(namespace)
运行结果如上图,我们看到我们打印出来的0就是全局域中的a的值。
关于局部域和全局域的关系是这样的:

我们是默认从局部域开始搜索的,即局部优先;当然,如果局部没有的话,我们就会去全局域进行搜索,所以有局部先访问局部,没有局部才会去访问全局。

我们通过域作用限定符::可以去直接访问全局域。即上面的代码,注意观察,::的前面是不加任何东西的(注意前面不需要我们加空格),意思就是我们直接去访问全局域。

命名空间域

详解C++中的命名空间(namespace)
上图代码中总共有三个域(局部域、全局域、命名空间域),每个域中都有一个变量a,我们如何去访问这三个作用域中的a呢,请看下面:
详解C++中的命名空间(namespace)
我们现在把全局域中的变量a注释掉看看运行结果,所以来看下面这段代码的运行结果:
详解C++中的命名空间(namespace)
我们发现程序根本运行不了,所以这里就报错了。
所以我们通过这个程序发现,这个程序并不会去到命名空间里去进行搜索;那这里就会引出一个新的问题,程序什么时候才会去到命名空间域中去进行搜索呢?
这里有两种可能性会去搜索命名空间域中的内容

1.我们展开了命名空间域
2.指定访问命名空间

我们先来看第一种(展开命名空间)
详解C++中的命名空间(namespace)
如果我们不展开的话:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int a = 2;

namespace hello
{
	int a = 1;
}

//展开命名空间
//using namespace hello;

int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

上面就是我们不对命名空间进行展开,上面代码中的3个变量a依然可以同时存在

补充一点,我们C++中常用的using namespace std;展开的是std标准库中的命名空间
现在如果我们想访问命名空间中的变量a,我们可以采用第二种方式(指定访问命名空间)

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int a = 2;

namespace hello
{
	int a = 1;
}

//展开命名空间
//using namespace hello;

int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", ::a);
	printf("%d\n", hello::a);
	return 0;
}

详解C++中的命名空间(namespace)
上面的代码中我们虽然没有对命名空间进行展开,但是我们指定了命名空间。
现在新的问题来了,如果我们把命名空间展开会发生什么呢?请看:

详解C++中的命名空间(namespace)
上述代码中,我们把命名空间里的内容进行展开,展开的意思就是编译时把命名空间里的内容暴露到全局,是是否会到命名空间里面去搜索,,而此时全局域中已经有一个变量a了,所以会出现上图a不明确的问题。
所以我们现在再来看namespace这个关键字发现它并不友好,它会把我们的命名空间进行展开,而我们为什么要把命名空间进行展开呢?命名空间进行展开的意义何在?

命名空间就是为了防止自己的内容与其它域发生冲突而设立的。

小结

我们虽然可以指定指定命名空间里面的内容,但是这样不是很方便,所以有些地方有些时候我们会把命名空间进行展开,一旦我们把命名空间进行展开,就可能会出现一系列问题。比如,重定义问题、某个变量不明确等等问题。所以,我们以后不要轻易使用using namespace
现在,我们再来看开头还没有解决的问题:
详解C++中的命名空间(namespace)
我们既然无法把rand定义在全局域中,那就直接把rand定义在一个命名空间域并不对这个域进行展开就好了,请看:
详解C++中的命名空间(namespace)
详解C++中的命名空间(namespace)
所以我们利用命名空间就可以解决开头rand重定义的问题,但是这个问题C语言无法解决,而C++中的命名空间就可以解决。

命名空间中可以定义哪些内容

在命名空间中,我们可以定义很多东西,比如结构体类型、定义变量、定义函数等都是可以的。请看举例:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

namespace hello
{
	int rand = 10;
	
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int data;
	};
}

int main()
{
	return 0;
}

嵌套命名空间

命名空间是可以进行嵌套的,比如:

//嵌套命名空间
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

namespace N1
{
	int a = 0;
	int b = 1;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	namespace N2
	{
		int a = 1;
		int c = 0;
		int d = 0;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

补充一点:C++中的C++库里的所有东西都会被分装在std命名空间中stl是C++标准库的一部分cout等都在C++标准库中

我们如何访问嵌套命名空间呢?请看举例:
详解C++中的命名空间(namespace)

我们知道不同的域可以有同名名变量,但是同一个域不能有同名变量。我们同一个命名空间如若给非要给同样的变量,这个时候嵌套命名空间就派上用场了。
我们在平常最常见的C++代码大体是长这样的,请看:

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	return 0;
}

其实这样直接展开的话会有风险,我们定义的如果跟库中的重名,就报错了。所以项目里面尽量不要去进行展开。注意,展开不一定会报错。如果是日常练习的话(代码少),就可以直接展开;那如果是项目中的话,前往不要随意对命名空间进行展开。建议直接访问指定命名空间,比如:
详解C++中的命名空间(namespace)
但是如果我们一个项目中有非常多cout的话,我们不可能要输入非常多次的std::,所以这里推荐一种非常实用的方式,请看:
详解C++中的命名空间(namespace)
这样的话,我们就不需要把整个命名空间进行展开了,我们直接把最常用的展开就可以了。

总结

命名空间的存在是为了解决C语言的一个缺陷,我们知道C语言存在命名冲突的问题,为了解决命名冲突问题,于是C++就引入了命名空间的内容。命名空间是对全局域的比如变量、函数、类型就行分装,以防止之间发生冲突再次强调命名空间解决的是全局域的冲突,局部域基本上没有命名空间的问题,局部域的话就相当于在函数里面,函数本身就是一个局部域,不同的函数之间可以定义同名的变量(因为不同的域里面可以定义同名的变量)。
我们对命名空间进行搜索主要有三种方式:第一:展开命名空间;第二:直接访问命名空间;第三:访问某个。(其中第二种第三种都是通过域作用限定符来进行操作的)。
同时,我们在对命名空间进行展开的时候需要格外小心,不要轻易的对命名空间进行展开。
好了,以上就是C++中命名空间的内容,算是C++中的开头。
就到这里吧,下次见喽各位,再见啦!!!
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