C++ 编程

命名空间

命名空间关键字允许您创建一个新的作用域。名称是可选的，可以省略以创建未命名命名空间。创建命名空间后，您必须显式引用它或使用using关键字。命名空间由namespace块定义。

语法

    namespace name {
    declaration-list;
    }

在许多编程语言中，命名空间是标识符的上下文。C++ 可以处理语言中的多个命名空间。通过使用namespace（或using namespace关键字），可以提供一种干净的方式将代码聚合到一个共享的标签下，以防止命名冲突或仅仅为了方便回忆和使用非常特定的作用域。除了“命名空间”之外，还有其他“名称空间”；这可能会令人困惑。

名称空间（注意那里的空格），正如我们将看到的，通过提供一种简单的方法来区分正在调用/使用什么，超越了作用域的概念。正如我们将看到的，类也是名称空间，但它们不是命名空间。

示例

namespace foo {
  int bar;
}

在此块内，标识符可以按其声明的方式使用。在此块之外，必须添加namespace说明符（即，它必须是限定的）。例如，在namespace foo之外，bar必须写成foo::bar。

C++ 包含另一个构造，它使这种冗长性变得不必要。通过将行using namespace foo;添加到代码段中，不再需要前缀foo::。

未命名命名空间

没有名称的namespace称为未命名命名空间。对于这样的namespace，将为每个翻译单元生成一个唯一的名称。无法将using关键字应用于未命名命名空间，因此未命名命名空间的工作方式就好像已将using关键字应用于它一样。

语法

    namespace {
    declaration-list;
    }

命名空间别名

您可以为命名空间创建新名称（别名），包括嵌套命名空间。

语法

   namespace identifier = namespace-specifier;

使用命名空间

使用

using namespace std;

这使用-指令指示程序中使用的但未声明的任何名称都应在“标准（std）”命名空间中查找。

要使来自命名空间的单个名称可用，以下使用-声明存在

using foo::bar;

在此声明之后，名称bar可以在当前命名空间内使用，而不是更冗长的版本foo::bar。请注意，程序员经常互换使用术语“声明”和“指令”，尽管它们在技术上的含义不同。

最佳实践是使用狭义的第二种形式（使用声明），因为广义的第一种形式（使用指令）可能会使比所需更多的名称可用。示例

namespace foo {
  int bar;
  double pi;
}
 
using namespace foo;
 
int* pi;
pi = &bar;  // ambiguity: pi or foo::pi?

在这种情况下，声明using foo::bar;只会使foo::bar可用，避免了pi和foo::pi的冲突。此问题（相同名称的变量或函数的冲突）称为“命名空间污染”，原则上应尽可能避免。

使用-声明可以出现在许多不同的位置。其中包括

• 命名空间（包括默认命名空间）
• 函数

一个使用-声明使名称（或命名空间）在声明的作用域内可用。示例

namespace foo {
  namespace bar {
   double pi;
  }

  using bar::pi;
  // bar::pi can be abbreviated as pi
}
 
// here, pi is no longer an abbreviation. Instead, foo::bar::pi must be used.

命名空间是分层的。在假设的命名空间food::fruit中，标识符orange引用food::fruit::orange（如果存在），否则引用food::orange（如果存在）。如果两者都不存在，orange则引用默认命名空间中的标识符。

未在命名空间中显式声明的代码被认为在默认命名空间中。

命名空间的另一个属性是它们是开放的。一旦声明了命名空间，就可以重新声明（重新打开）它，并且可以添加命名空间成员。示例

namespace foo {
  int bar;
}
 
// ...
 
namespace foo {
  double pi;
}

命名空间最常用于避免命名冲突。尽管在最近的 C++ 代码中广泛使用了命名空间，但大多数旧代码未使用此功能。例如，整个标准库是在命名空间std中定义的，在该语言的早期标准中，在默认命名空间中。

对于较长的命名空间名称，可以定义较短的别名（命名空间别名声明）。示例

namespace ultra_cool_library_for_image_processing_version_1_0 {
  int foo;
}
 
namespace improc1 = ultra_cool_library_for_image_processing_version_1_0;
// from here, the above foo can be accessed as improc1::foo

存在一个特殊的命名空间：未命名命名空间。此命名空间用于特定源文件或其他命名空间私有的名称

namespace {
  int some_private_variable;
}
// can use some_private_variable here

在周围的作用域中，可以访问未命名命名空间的成员，而无需限定，即无需使用命名空间名称和::（因为命名空间没有名称）。如果周围的作用域是命名空间，则可以将成员视为并访问为其成员。但是，如果周围的作用域是文件，则无法从任何其他源文件访问成员，因为无法将文件命名为作用域。未命名命名空间声明在语义上等效于以下构造

namespace $$$ {
  // ...
}
using namespace $$$;

其中$$$是由编译器生成的唯一标识符。

您可以将未命名命名空间嵌套在普通命名空间中，反之亦然，您也可以嵌套两个未命名的命名空间。

namespace {

  namespace {
    // ok
  }

}

由于空间限制，我们实际上无法显示命名空间命令的正确使用方法：它需要一个非常大的程序才能显示其有效工作。但是，我们可以轻松地说明其概念本身。

// Namespaces Program, an example to illustrate the use of namespaces
#include <iostream>

namespace first {
  int first1;
  int x;
}

namespace second {
  int second1;
  int x;
}

namespace first {
  int first2;
}

int main(){
  //first1 = 1;
  first::first1 = 1;
  using namespace first;
  first1 = 1;
  x = 1;
  second::x = 1;
  using namespace second;

  //x = 1;
  first::x = 1;
  second::x = 1;
  first2 = 1;

  //cout << 'X';
  std::cout << 'X';
  using namespace std;
  cout << 'X';
  return 0;
}

我们将从程序的开头向下移动到程序的末尾检查代码，依次检查代码片段。

#include <iostream>

这仅包含iostream库，以便我们可以使用std::cout将内容打印到屏幕上。

namespace first {
  int first1;
  int x;
}

namespace second {
  int second1;
  int x;
}

namespace first {
  int first2;
}

我们创建一个名为first的命名空间，并在其中添加两个变量first1和x。然后我们关闭它。然后我们创建一个名为second的新命名空间，并在其中放入两个变量：second1和x。然后我们重新打开命名空间 first，并在其中添加另一个名为first2的变量。可以像这样多次重新打开命名空间，以添加额外的名称。

  main(){
1  //first1 = 1;
2  first::first1 = 1;

主程序的第一行被注释掉了，因为它会导致错误。为了访问第一个命名空间中的名称，我们必须在变量名称前加上其命名空间的名称和两个冒号；因此，主程序的第二行不是语法错误。变量的名称在作用域内：它只需要以这种特殊的方式被引用，然后才能在此处使用。因此，这将全局名称列表分割成组，每组都有自己的前缀名称。

3  using namespace first;
4  first1 = 1;
5  x = 1;
6  second::x = 1;

主程序的第三行引入了using namespace命令。此命令将第一个命名空间中的所有名称拉入作用域。然后可以从那里以通常的方式使用它们。因此，程序的第四行和第五行可以编译而不会出错。特别是，变量x现在可用：为了访问第二个命名空间中的另一个变量x，我们将它称为second::x，如第六行所示。因此，这两个名为x的变量可以分别引用，就像它们在第五行和第六行一样。

7  using namespace second;
8  //x = 1;
9  first::x = 1;
10 second::x = 1;

然后我们再次使用using namespace命令将命名空间名为second中的声明拉入。下一行被注释掉了，因为它现在是一个错误（而之前是正确的）。由于这两个命名空间都已被引入全局名称列表，因此变量x现在变得不明确，并且需要仅以第九行和第十行所示的限定方式进行讨论。

11 first2 = 1;

主程序的第十一行表明，即使first2是在命名空间名为first的单独部分中声明的，它与命名空间 first中的其他变量具有相同的状态。可以根据需要多次重新打开命名空间。当然，作用域的通常规则适用：在同一个命名空间中两次声明相同的名称是非法的。

12 //cout << 'X';
13 std::cout << 'X';
14 using namespace std;
15 cout << 'X';
}

计算机中有一组特殊的文件中定义了一个命名空间。它的名称是std，所有系统提供的名称，例如cout，都在该命名空间中的一系列不同文件中声明：这是一个非常大的命名空间。请注意，程序最顶部的#include语句并没有完全引入命名空间：名称在那里，但仍然必须以限定形式引用。第十二行必须被注释掉，因为目前系统提供的名称（如cout）不可用，除非以限定形式std::cout，如第十三行所示。因此，我们需要像第十四行这样的行：写入该行后，所有系统提供的名称都可用，如程序的最后一行所示。此时，我们已将三个命名空间的名称合并到程序中。

如示例程序所示，根据需要引入所需的声明，并排除不需要的声明，并且可以使用带双冒号的限定形式以受控的方式引入它们。这为大型程序提供了所需的更好的名称控制。在上面的示例中，我们只使用了变量的名称。但是，命名空间也同样根据需要控制过程和类的名称。