C++中的命名空间

CPP C++ namespace

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 2024/05/20 

什么是命名空间

命名空间是用于表示一组标识符的可见范围，用于解决标识符重定义的问题。

命名空间的使用

例子引入

我们正在进行多人开发或大项目开发时，可能会出现标识符重定义的问题，也就是变量名、函数名、类名可能会存在重复的问题。

/* file_a.cpp */
#include <iostream>

void SayHello() {
  std::cout << "Hello. I am JM" << std::endl;
}

int main() {
  SayHello();
  return 0;
}

/* file_b.cpp */
#include <iostream>

void SayHello() {
  std::cout << "Hello. I am AA" << std::endl;
}

可以看到 file_a.cpp 和 file_b.cpp 中同时出现了同名函数且不构成函数重载。

如果我们此时进行编译的话会不通过，会出现链接错误并提示你: duplicate symbols。

虽然这个例子举得可能不恰当，似乎并不会有人这样做，但是相信我，你一定会出现类似问题的，这也是命名空间存在的意义。

命名空间的语法

声明一个命名空间

namespace 命名空间名 { /\* some identifiers \*/ }

namespace ns {
int a = 10;
class ClassA {}
void A() {}
}

访问命名空间中的内容

命名空间名::标识符

#include <iostream>
int main() {
  std::cout << ns::a << std::endl; // 10
  return 0;
}

使用 using 使用命名空间

我们可以使用 using 关键字使用命名空间，使得命名空间中的内容在此作用域内可见，从而不需要通过作用域运算符访问命名空间中的内容。

使用整个命名空间

using namespace 命名空间名;

#include <iostream>

namespace aaa {
int a = 10;
int b = 20;
}

/* 使用了 std 和 aaa 两个命名空间 */
using namespace std;
using namespace aaa;

int main() {
  /* 下面两条语句的效果相同 */
  std::cout << aaa::a << aaa::b << std::endl;
  cout << a << b << endl;
  return 0;
}

使用命名空间中的部分内容

using 命名空间名::标识符;

#include <iostream>

namespace aaa {
int a = 10;
int b = 20;
}

/* 使用了 std 中的 cout 与 endl */
using std::cout, std::endl;

/* 使用了 aaa 中的 a */
using aaa:a;

int main() {
  std::cout << aaa::a << aaa::b << std::endl;

  /* 并没有使用 aaa 中的 b，所以还需要使用作用域运算符访问 */
  cout << a << aaa::b << endl;
  return 0;
}

在定义和使用命名空间时的注意点

命名空间的大括号后面不需要分号结束。
命名空间内的缩进可以根据个人喜好或公司代码规范来调整。
可以在一个文件内出现多个命名空间，也可以在多个文件内出现同一个名字的命名空间，但同名命名空间内绝对不能出现重名的标识符。
- 一个文件出现多个命名空间 ✅
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#include <iostream>
namespace aaa {
int a = 10;
}

namespace bbb {
int a = 20;
}
int main() {
std::cout << aaa:a << endl; // 10
std::cout << bbb:a << endl; // 20
}
- 多个文件中出现同一个名字的命名空间 ✅
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/* file_a.cpp */
namespace aaa {
int a = 10;
}
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/* file_b.cpp */
namespace aaa {
int b = 20;
}
这样做并不好，因为这样虽然编译能通过，但是在 file_a.cpp 中并不能够访问到 file_b.cpp 中的那部分。

所以正确的做法是将它们放在不同的头文件中来方便我们引入，如果你需要在命名空间中存放的内容并不多，且内容同属一个模块，那么直接放在一个文件中即可。
- 多个文件中出现同一个名字的命名空间，并出现了重名的标识符 ❌
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/* file_a.cpp */
/* 错误示范 */
namespace aaa {
int a = 10;
}
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/* file_b.cpp */
/* 错误示范 */
namespace aaa {
int a = 20;
}
这样做就等同于在一个作用域内声明/定义了同名标识符
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/* 错误示范 */
namespace aaa {
int a = 10;
int a = 20;
}
在 using 命名空间时，也请保证在一个作用域内不会出现可见的多个同名标识符，否则编译不通过，出现链接错误。