【C++】如何巧妙运用C++命名空间：初学者必备指南

一、C++诞生

由于C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂、规模较大的程序、需要高度的抽象和建模时，C语言不能满足需求。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(object oriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。

1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++(C++基于C语言而产生)它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

二、C++发展史

1979年，贝尔实验室的本贾尼等人试图分析unix内核时候，试图将内核模块化，于是在C语言的基础上进行扩展，增加了类的机制，完成了一个可以运行的预处理程序，称之为C with classes。

C++基于C语言进一步扩充和完善，容纳进去了面向对象编程思想，并增加了许多有用的库，以及编程范式等。

我们先来看下C++的历史版本：

C++还在不断的向后发展。但是：现在公司主流使用还是C++98和C++11，所有大家不用追求最新，重点将C++98和C++11掌握好。等工作后，随着对C++理解不断加深，有时间可以去琢磨下更新的特性。

三、命名空间

对于C++中符号常量、变量、函数、类和对象等。在工程中会频繁地对对象取名称，可能导致名称冲突(程序员间或者程序员和头文件间)。为了避免这种问题出现，C++引入了命名空间来对标识符的名称进行本地化，以避免命名冲突或名字污染

命名空间关键字:namespace

具体名称冲突用例:

报错理由:创建一个整型变量名称为rand，而rand是stdlib.h声明的库函数，在预编译阶段头文件会展开，会导致rand重命名

3.1 命名空间定义

定义命名空间格式
namespace 命名空间名字
{
    命名空间成员
}

3.2 命名空间相关特点及说明

第一点: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

说明:C++具有域的概念，目前先阶段所接触到的域有全局、局部作用域、命名空间域。对于命名空间可以看成一个被圈起来的私人空间。

第二点:命名空间中可以定义变量/函数/类型

namespace N
{
    int a;
    int b=10;
    int Add(int x,int y)
    {
        return x+y;
    }
    struct N
    {
      int c;  
    };
}

第三点:命名空间可以嵌套命名空间

说明:面对不同场景，需要嵌套多层命名空间起到隔离的效果。

具体场景:现在A公司有一堆重要数据，A公司用命名空间将这些数据圈起来。A公司里面有两个程序员B和C。B程序员做了个Push函数实现压栈的功能，而C程序员做了Push函数实现插入元素的功能，在A公司所定义的命名空间，出现名称冲突的问题，对此需要B和C程序员定义自己的命名空间存放自己的数据。这里就需要命名空间的嵌套。

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A_company
{
    namespace B_epe
    {
        Push();
    }
     namespace C_epe
    {
        Push();
    }
}
使用方式:cout<<A::B_epe::内容<<endl;

第四点: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

//test.h
   namespace N
{
    int a;
    int d;
}
//test.cpp
    namespace N
{
    int a=1;
  int Add(int x,int y)
    {
        return x+y;
    }
}

说明:这里重定义不是指命名空间名称冲突，而是当相同名称的命名空间合并同一个命名空间中，变量a名称冲突导致。

四、编译器搜索原则

• 不指定域:1.当前局部域 2.全局域
• 指定域：如果指定域，直接去指定域搜索(优先去域中搜索，比如std::cout)
• ::是域作用限定符（优先向全局范围搜索）

int x=10;
int main()
{
    int x=1;
    printf("%d\n",x);//1
    printf("%d\n",::x)//10
        return 0;
}

五、命名空间三种使用方式

namespace N
{
    int a=1;
    int b=0;
    int Add(int x,int y) {return x+y;}
}

第一种：加命名空间名称及作用域限定符

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

第二种：使用using将命名空间中某个成员引入(打开某个成员权限)

将N命名空间中变量b的权限打开

using N::b;
int main()
{
    printf("%d\n",b);
    printf("%d\n",N::a)
        return 0;
}

第三种：使用using namespace命名空名称引入

将N命名空间展开(跟头文件的展开是不同的，就像李大爷说你可以来我家菜园顺便采菜)

using namespce N;
int main()
{
    printf("%d\n", N::a);
    printf("%d\n", b);
    Add(10, 20);
    return 0;
}

关于上面三种方式，在日常练习或竞赛中更加推荐使用第三种更为简便方式，而对于在工作中更加推荐使用上面两种方式，使得程序更具有安全性。

六、简单了解:C++输入与输出

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout<<"Helloc world"<<endl;
    return 0;
}

1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象时，必循包含头文件以及按照命名空间使用方式使用std
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含头文件中
3. 使用C++输入输出更加方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。C++的输入输出可以自动识别变量类型
4. 实际上cout和cin分别时ostream和instream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识。 这里只需要简单学习他们的使用就行，后面还有不断深入学习

关于第三点与第四点：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{ //为什么Cpp兼容C，对此一些符号可以有多重意思
    <<：可以表示左移或者流插入(自动识别类型)
        int i=10;char p='a';
    i=i<<1;
    cout<<i<<p<<endl;
    >>:可以表示右移或者流提取(自动识别类型)
        int a=0;
    cin>>a;
    关于自动识别类型的功能:关于精度打印可以使用printf函数
        比如:double d=1.11111;
    printf("%.2lf\n",d);
    cout<<d<<endl;
    对此显然时printf更加胜任这些操作，当然可以根据不同场景选择输入即可。
        return 0;
}
其中关于cout和cin还有很多更加复杂的用法，这里就不展开学习

早期标准库将所有功能在全局域中是实现，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，后来将其实现在std命名空间下，为了和C语言中头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h.旧编译器(vc6.0)中还支持格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式

六、std命名空间的使用惯例

std是C+标准库的命名空间，如何展开std使用更加合理呢?

• 在日常练习中，建议直接使用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，向std::cout这样使用时指定命名空间和using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。
  

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