目錄

命名空間

為什么要使用命名空間

什么是命名空間

命名空間的使用方式

關鍵點總結

命名空間的嵌套使用

匿名命名空間

跨模塊調用問題

命名空間可以多次定義

總結

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首先從C++的hello,world程序入手，來認識一下C++語言

#include <iostream>
using namespace std;int main(int argc, char * argv[]){cout << "hello,world" << endl;return 0;
}>

（1）iostream是C++的頭文件，為什么沒有后綴？—— 模板階段再作講解

（2）using namespace std是什么含義？—— 命名空間的使用

（3） cout << "hello,world" << endl; 實現了輸出hello,world的功能，如何理解這行代碼？—— cout的使用

命名空間

為什么要使用命名空間

一個大型的工程往往是由若干個人獨立完成的，不同的人分別完成不同的部分，最后再組合成一個完整的程序。由于各個頭文件是由不同的人設計的，有可能在不同的頭文件中用了相同的名字來命名所定義的類或函數，這樣在程序中就會出現名字沖突。不僅如此，有可能我們自己定義的名字會與C++庫中的名字發生沖突。

名字沖突就是在同一個作用域中有兩個或多個同名的實體，為了解決命名沖突 ，C++中引入了命名空間，所謂命名空間就是一個可以由用戶自己定義的作用域，在不同的作用域中可以定義相同名字的變量，互不干擾，系統能夠區分它們。

C語言中避免名字沖突，只能進行起名約定

int hw_cpp_tom_num = 100;
int wd_cpp_bob_num = 200;

什么是命名空間

命名空間又稱為名字空間，是程序員命名的內存區域，程序員根據需要指定一些有名字的空間域，把一些全局實體分別存放到各個命名空間中，從而與其他全局實體分隔開。通俗的說，每個名字空間都是一個名字空間域，存放在名字空間域中的全局實體只在本空間域內有效。名字空間對全局實體加以域的限制，從而合理的解決命名沖突。

C++中定義命名空間的基本格式如下：

namespace wd
{
int val1 = 0;
char val2;
}// end of namespace wd

在聲明一個命名空間時，大括號內不僅可以存放變量，還可以存放以下類型：

變量、常量、函數、結構體、引用、類、對象、模板、命名空間等，它們都稱為實體

（1）請嘗試定義命名空間，并在命名空間中定義實體。

（2）命名空間中的實體如何使用呢？

命名空間的使用方式

命名空間一共有三種使用方式，分別是using編譯指令、作用域限定符、using聲明機制。

1. 作用域限定符

   每次要使用某個命名空間中的實體時，都直接加上作用域限定符::，例如：

   namespace wd
   {
   int number = 10;
   void display()
   {//cout,endl都是std空間中的實體，所以都加上'std::'命名空間std::cout << "wd::display()" << std::endl;
   }
   }//end of namespace wdint main(void)
   {std::cout << "wd::number = " << wd::number << endl;wd::display();return 0;
   }

   好處：準確，只要命名空間中確實有這個實體，就能夠準確調用（訪問）

   壞處：繁瑣

2. using編譯指令

   我們接觸的第一個C++程序基本上都是這樣的，其中std代表的是標準命名空間。

   #include <iostream>
   using namespace std; //using編譯指令int main(int argc, char * argv[]){cout << "hello,world" << endl;return 0;
   }

   其中第二行就使用了using編譯指令。如果一個名稱空間中有多個實體，使用using編譯指令，就會把該空間中的所有實體一次性引入到程序之中；對于初學者來說，如果對一個命名空間中的實體并不熟悉時，直接使用這種方式，有可能還是會造成名字沖突的問題，而且出現錯誤之后，還不好查找錯誤的原因，比如下面的程序就會報錯，當然該錯誤是人為造成的。

   #include <iostream>
   using namespace std;
   double cout()
   {
   return 1.1;
   }
   int main(void)
   {
   cout();
   return 0;
   }

   

3. using聲明機制

using聲明機制的作用域是從using語句開始，到using所在的作用域結束。要注意，在同一作用域內用using聲明的不同的命名空間的成員不能有同名的成員，否則會發生重定義。

作用域示例

namespace A {void foo() {}int x = 10;
}void func1() {using A::foo; // 作用域開始foo();        // 正確：調用 A::foo()
} // 作用域結束（到 func1 末尾）void func2() {// foo();     // 錯誤：此處無法使用 A::foo
}

重定義示例

namespace B {void foo() {}  // 與 A::foo 同名但實現不同int x = 20;    // 與 A::x 同名
}// 全局作用域中的 using 聲明
using A::x;     // 引入 A::x
using B::x;     // 錯誤：重定義！x 已存在（來自 A）int main() {// x = 30;  // 若單獨使用一個 using 聲明，此處可訪問return 0;
}

合法作用域示例

void safe_func1() {using A::foo;foo();  // 調用 A::foo
}void safe_func2() {using B::foo;foo();  // 調用 B::foo（不同作用域，無沖突）
}

關鍵點總結

1. 作用域限定：using 聲明的作用域從聲明處開始，到當前代碼塊（{}）結束

2. 沖突規則：同一作用域內不允許通過 using 引入同名標識符

3. 隔離方案：通過函數/代碼塊劃分作用域可避免沖突

4. 與 using namespace 區別：using 聲明精確引入單個標識符，using namespace 會污染當前作用域的所有標識符

實際開發中建議：

• 優先在函數內局部使用 using 聲明

• 避免在頭文件的全局作用域使用 using

• 對頻繁使用的標識符，使用 namespace alias（如 namespace fs = std::filesystem;）

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;
namespace wd
{
int number = 10;
void display()
{
cout << "wd::display()" << endl;
}
}//end of namespace wd
using wd::number;
using wd::display;
int main(void)
{cout << "wd::number = " << number << endl;wd::display();return 0；
}

在這三種方式之中，我們推薦使用的就是第三種，需要哪個實體的時候就引入到程序中，不需要的實體就不引入，盡可能減小犯錯誤的概率。

命名空間的嵌套使用

類似于文件夾下還可以建立文件夾，命名空間中還可以定義命名空間。那么內層命名空間中的實體如何訪問呢？嘗試一下

匿名命名空間

命名空間還可以不定義名字，不定義名字的命名空間稱為匿名命名空間（簡稱匿名空間），其定義方式如下：

namespace {
int val1 = 10;
void func();
}//end of anonymous namespace

使用匿名空間中實體時，可以直接使用，也可以加上作用域限定符（沒有空間名），但是如果匿名空間中定義了和全局位置中同名的實體，會有沖突，即使使用::作用域限定符也無法訪問到匿名空間中重名的實體，只能訪問到全局的實體。

在C++代碼中可以直接使用一些C語言的函數，就是通過匿名空間實現（體現了C++對C的兼容性），在本文件使用匿名命名空間的實體時不必用命名空間限定。

printf本身可以直接用，和C語言中的效果一致。但是經過匿名空間改寫后，效果不一樣了 —— 不要隨意改寫

匿名空間注意事項：

（1）匿名空間不要定義與全局空間中同名的實體；

（2）匿名空間中支持改寫兼容C語言的函數，但是最好不要改寫；

（3）匿名空間中的實體不能跨模塊調用。

補充：匿名空間和有名空間（具名空間）統稱為命名空間（名稱空間）。

跨模塊調用問題

一個.c/.cc/*.cpp的文件可以稱為一個模塊。

（1）全局變量和函數是可以跨模塊調用的

externA.cc

externB.cc

對externA.cc和externB.cc聯合編譯，實現跨模塊調用

（2）有名命名空間中的實體可以跨模塊調用

命名空間中的實體跨模塊調用時，要在新的源文件中再次定義同名的命名空間，進行聯合編譯時，這兩次定義被認為是同一個命名空間。

使用規則：如果要同時從全局位置和命名空間中外部引入實體，要么讓它們不要重名，要么在使用時采取作用域限定的方式。

using wd2 :: num 放在test2外面就發生沖突，使用using namespace wd2 也會發生沖突，看似不在一個作用域也會沖突，所以就用上面的解決辦法。

（3）靜態變量和函數只能在本模塊內部使用

（4）匿名空間的實體只能在本模塊內部使用

匿名空間中的實體只能在本文件的作用域內有效，它的作用域是從匿名命名空間聲明開始到本文件結束。

補充：extern外部引入的方式適合管理較小的代碼組織，用什么就引入什么，但是如果跨模塊調用的關系不清晰，很容易出錯；

include頭文件的方式在代碼組織上更清晰，但是會一次引入全部內容，相較而言效率比較低。

命名空間可以多次定義

函數可以聲明多次，但是只能定義一次；命名空間可以多次定義。

在同一個源文件中可以多次定義同名的命名空間，被認為是同一個命名空間，所以不能進行重復定義。

在命名空間中可以聲明實體、定義實體，但是不能使用實體。使用命名空間中的實體一定在命名空間之外，可以理解為命名空間只是用來存放實體。

總結

命名空間的作用：

1. 避免命名沖突：命名空間提供了一種將全局作用域劃分成更小的作用域的機制，用于避免不同的代碼中可能發生的命名沖突問題；

2. 組織代碼：將相關的實體放到同一個命名空間；

3. 版本控制：不同版本的代碼放到不同的命名空間中；

   總之，需要用到代碼分隔的情況就可以考慮使用命名空間。

還有一個隱藏的好處：聲明主權。

下面引用當前流行的命名空間使用指導原則：

1. 提倡在已命名的名稱空間中定義變量，而不是直接定義外部全局變量或者靜態全局變量。

2. 如果開發了一個函數庫或者類庫，提倡將其放在一個命名空間中。

3. 對于using 聲明，首先將其作用域設置為局部而不是全局。

4. 不要在頭文件中使用using編譯指令，這樣，使得可用名稱變得模糊，容易出現二義性。

5. 包含頭文件的順序可能會影響程序的行為，如果非要使用using編譯指令，建議放在所有#include預編譯指令后。