C++初阶 —— 命名空间

一、写在前面

对比 C 语言，一般 C++ 每增加一个语法都是为了解决一些 C 语言做不到的事或者是 C 语言做的不好的地方

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，namespace 关键字的出现就是针对这种问题的。

❗ C语言命名冲突示例 ❕

在不同的作用域中，可以定义同名的变量；在同一作用域下，不能定义同名的变量

#include<stdio.h>
//#include<stdlib.h>
int a = 0;
int rand = 10;
int main()
{
  int a = 1;
  printf("%d\n", rand);
  return 0;
}

📝 分析：

可以看到我们定义了一个 rand 变量输出是没有问题的，但如果包含了 stdlib 头时就会产生命名冲突，此时我们的 rand 变量就和库里的产生冲突；

实际除此之外在大型项目开发时，还有可能和同事之间发生冲突。C 语言面对这种问题是无法解决的，而对于这种场景 C++ 使用了命名空间

二、命名空间定义

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

⚠ 注意一个命名空间就定义了一个新的作用域，命名空间中的所有内容都局限于该命名空间中

//1. 普通的命名空间
namespace N1 // N1为命名空间的名称
{
  //命名空间中的内容，既可以定义变量，也可以定义函数
  int a;
  int Add(int left, int right)
  {
    return left + right;
  }
}
//2. 命名空间可以嵌套
namespace N2
{
   int a;
   int b;
   int Add(int left, int right)
   {
     return left + right;
   }
  namespace N3
  {
     int c;
     int d;
    int Sub(int left, int right)
    {
       return left - right;
    }
  }
}
//3. 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
namespace N1
{
  int a = 10;
}
namespace N1
{
  int b = 20;
}

❗ 用命名空间解决变量 rand 和 stdlib 库里的命名冲突 ❕

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
namespace WD//定义了一个命名空间域
{
  int rand = 10;//定义变量
  int Add(int x, int y)//定义函数
  {
    return x + y; 
  }
  struct Node//定义结构体类型
  {
    struct Node* next;
    int val;  
  };
}
int main()
{
  printf("%p\n", rand);//函数指针
  printf("%d\n", WD::rand);//rand变量；‘::’叫做域作用限定符
  WD::Add(3, 5);//调用函数
  struct WD::Node node1;//结构体
  return 0;
}

❗ 嵌套命名空间 ❕

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
namespace WD
{
  int w = 20;
  int h = 10;
  namespace WH//嵌套命名空间域
  {
    int w = 10;
    int h = 20;
  }
}
int main()
{
  printf("%d\n", WD::WH::h);//访问嵌套命名空间
  return 0;
}

❗ 相同名称的命名空间 ❕

namespace WD
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  namespace WH
  {
    int a = 20;
    int b = 10;
  }
}
namespace WD//相同名称的命名空间
{
  int rand = 50;
  //int a = 10;//err，在合并的时候冲突了
}

三、命名空间使用

❓ 如何使用命名空间里的东西 ❔

1️⃣ 全部直接展开到全局

using namespace WD;
//using namespace std;//std是包含C++标准库的命名空间

  💨优点：用起来方便

  💨缺点：自己定义的东西也会暴露，导致命名污染

2️⃣ 访问每个命名空间中的东西时，指定命名空间

std::rand;

  💨优点：不存在命名污染

  💨缺点：如果要去访问多个命名空间里的东西时，需要一一指定

3️⃣ 仅展开常用的内容

using WD::Node;
using WD::Add;

  💨优点：不会造成大面积的污染；把常用的展开后，也不需要一一指定

namespace WD
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  //...
}
int main()
{
  //using namespace WD;//1.展开WD空间所有内容
  //printf("%d\n", WD::a);//2.指定命名空间
  //using WD::a;//3.仅展开a
}

❓ 上面说了 C++ 把库里的东西都放到 std 这个域里了，那直接展开 std 不就行了或者包头 ❔

  注意

   1️⃣ #include <iostream>：展开定义

   2️⃣ using namespace std;：允许用

  所以两者缺一不可