C++_命名空間（namespace）

????????

1、namespace的重要性

2、?namespace的定義及作用

2.1 作用域限定符

?3、命名空間域與全局域的關系

4、命名空間的嵌套

?5、展開命名空間的方法

5.1 特定展開

5.1 部分展開

5.2 全部展開

結語：

前言：

????????C++作為c語言的“升級版”，其在語法上相對于c語言有了諸多升級、優化，比如在C++中有一個全新的概念：命名空間（namespace）。在使用C++時，該語法很好的解決了對標識符命名重名的問題。

1、namespace的重要性

? ? ? ? 在使用c語言寫代碼時，常常會遇到標識符命名重名的問題。比如我們自己寫了一個函數，該函數名可能與庫函數中的某個函數發生重名，或者與他人一起寫項目時，也存在與他人代碼中的標識符同名的現象，然而以上情況的解決方法只有對標識符進行改名。

? ? ? ? 舉例說明：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int time = 12;int main()
{printf("%d\n", time);return 0;
}
//程序編譯時會報錯，原因是預處理階段會展開全部的頭文件（.h文件）
//被展開頭文件里面的內容是具有“全局性的”，即全局都能使用里面的內容
//然而time.h的文件中存在一個名為time的函數
//在編譯階段，編譯器會發現全局中有兩個time的名稱，并且報錯

? ? ? ? 因此針對重定義、重命名的這類問題，C++就提出了一個新的概念namespace。

2、?namespace的定義及作用

????????namespace又稱命名空間，他是一塊獨立于全局范圍內的區域，在namespace區域中定義各種標識符的名稱和全局中是分割開的，換句話說就是對命名空間內的標識符名稱進行本地化管理，這樣就不會與全局作用域中的同名標識符起沖突了。

? ? ? ? 比如，創建兩個頭文件first.h和second.h，并且把這兩個頭文件都包含到主函數文件main.cpp中：

//first.h文件：
#pragma once
int a = 10;//second.h文件：
#pragma once
int a = 101;//main.cpp文件：
//包含上述兩個.h文件
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>int main()
{printf("%d ",a);//a重定義了return 0;
}//會報錯：a重定義

? ? ? ? 上述代碼若運行，則會發生編譯報錯，原因就是再展開這兩個頭文件后，會出現兩個a多重定義的報錯。這時候可以將其中一個頭文件的變量a換另一個名稱，或者main.cpp中只包含其中一個頭文件。但是如果這兩個文件都要包含而且也不想對變量a的名稱進行更改，那么只能用namespace將兩個頭文件下的變量a存到命名空間內。

2.1 作用域限定符

? ? ? ? 使用namespace進行對上述代碼的優化：

//first.h文件：
#pragma once
namespace first//namespace用法：namespace+自定義名稱
{int a = 10;}//second.h文件：
#pragma once
namespace second
{int a = 101;}//main.cpp文件：
//包含上述兩個.h文件
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>int main()
{printf("%d ", second::a);//：：表示作用域限定符，左邊跟作用域名稱return 0;
}//會報錯：a重定義

? ? ? ? 上述代碼則將兩個頭文件下的變量a都放在了兩塊不一樣的命名空間內，這樣一來他們的名稱就不會互相干涉了，只不過在使用變量a的時候要多一個步驟：使用作用域限定符去特指的命名空間查找。因為編譯器也不知道程序員需要用哪個a，所以程序員需要在使用的a的左邊加上“：：”符號，并且在“：：”符號的左邊加上命名空間的名稱，這樣就可以精確的使用某個命名空間里的內容了，也稱展開命名空間。

? ? ? ? 上述代碼運行結果：

?3、命名空間域與全局域的關系

? ? ? ? 如果上文中的代碼沒有對a使用“second::”，會出現什么樣的后果呢？

? ? ? ? 可以發現編譯器顯示找不到變量a了，因為編譯器查找的順序是先找局部、再找全局，并不會自動的去命名空間內查找，所以全局域和命名空間域是分開的兩個區域。因此在上述代碼中，當頭文件里的變量a被存放在命名空間中，可以理解為該變量從全局域被移動至命名空間域。

? ? ? ? 關系圖：

? ? ? ? 比如全局域和局部域都有一個名為a的變量，如果編譯器在局部域中就找到了a，則編譯器會直接調用該a的值，并且也不會去全局域中查找，用上述代碼進行變形當作例子：

#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>int a = 1021;//全局變量int main()
{int a = 22;//局部變量printf("%d ", a);return 0;
}

? ? ? ? ?運行結果：

????????可以看到編譯器直接選用了局部變量a作為打印結果。并且我們新加了全局變量int a=1021，編譯器也沒有報重命名的錯誤，說明全局域和命名空間域是分開的的兩個區域，在全局域中定義了一個a，則命名空間域也能使用a的名稱。

4、命名空間的嵌套

? ? ? ? ?命名空間的嵌套就是在該空間內在創建一個命名空間，一般是防止最外層命名空間的名稱與別的空間同名，寫法如下：

//first.h
#pragma once
namespace first
{namespace A{int a = 10;}
}//second.h
#pragma once
namespace first//假設兩個頭文件下的第一層空間重名
{namespace B//則需要第二層空間來區別a變量{int a = 101;}
}//main.cpp
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>int a = 1021;int main()
{printf("%d\n", first::A::a);printf("%d\n", first::B::a);return 0;
}

? ? ? ? 運行結果：

?5、展開命名空間的方法

? ? ? ? 展開命名空間就是從命名空間內讀取內容，上文提到的作用域限定符就是其中的一個辦法，但是如果讀取大量的內容就會很麻煩，因為只要是每一次讀取都要加上作用域限定符，會很繁瑣。因此另兩種方法是部分展開和全部展開。

5.1 特定展開

? ? ? ? 特定展開就是上文的展開方式，既：空間名稱：：變量名稱。值得一提的是，使用特定展開時，編譯器不會去局部和全局找，而是直接到命名空間內找，因此就算全局也有與該變量一模一樣的名稱，也不會報錯，而且編譯器還是會調用命名空間內的變量。

? ? ? ? 特定展開代碼如下：

//first.h
#pragma once
namespace first
{int a = 10;
}//second.h
#pragma once
namespace second
{int a = 101;
}#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>
int a = 1021;int main()
{printf("%d\n", first::a);//編譯器會調用first文件中的a，而不是調用全局a=1021的areturn 0;
}

?????????運行結果：

5.1 部分展開

? ? ? ? 在全局處使用using+空間名稱：：變量名稱。部分展開與特定展開就不一樣了，部分展開是把要調用的變量移動到全局域中，然后編譯器在全局域中找到該變量，并不是讓編譯器指定到該空間去找，因此要保證全局中不能出現與該變量一樣的名稱，不然會報錯。

? ? ? ? 部分展開邏輯圖如下：

????????具體代碼如下：

//first.h
#pragma once
namespace first
{int a = 10;
}//second.h
#pragma once
namespace second
{int a = 101;
}//main.cpp
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>
using first::a;//展開first空間并且只調用a
//int a = 1021;//注意這時候first.h里的變量a屬于全局變量了，不能再定義額外名稱的a的變量int main()
{printf("%d\n", a);printf("%d\n", a);return 0;
}

? ? ? ? 運行結果：

???????? 在全局處加上了using first::a，之后所有需要調用a變量的代碼前面都不需要再加作用域限定符了。但是僅僅限于變量a不用加限定符，如果要調用first空間內其他的變量還是要加作用域限定符的，因此又引出一個新的概念：全部展開，全部展開某個命名空間，則后續的代碼可以不加限定符直接調用該空間內的所有內容。

5.2 全部展開

? ? ? ? 在全局處加上using+namespace+要展開空間的名稱，既可對該空間進行全部展開。全局展開也同部分展開邏輯一樣，全局展開相當于把該空間里的所有內容都移到全局域中，因此全局域中不能出現與該空間內有標識符名稱相同的情況。

? ? ? ? 全部展開代碼如下：

//first.h
#pragma once
namespace first
{int a = 10;int b = 123;int c = 456;
}//second.h
#pragma once
namespace second
{int a = 101;
}//main.cpp
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>
using namespace first;
//int a = 1021;int main()
{printf("%d\n", a);printf("%d\n", b);printf("%d\n", c);return 0;
}

? ? ? ? 運行結果：