C++_命名空间（namespace）

1、namespace的重要性

2、 namespace的定义及作用

2.1 作用域限定符

3、命名空间域与全局域的关系

4、命名空间的嵌套

5、展开命名空间的方法

5.1 特定展开

5.1 部分展开

5.2 全部展开

结语：

前言：

C++作为c语言的“升级版”，其在语法上相对于c语言有了诸多升级、优化，比如在C++中有一个全新的概念：命名空间（namespace）。在使用C++时，该语法很好的解决了对标识符命名重名的问题。

1、namespace的重要性

在使用c语言写代码时，常常会遇到标识符命名重名的问题。比如我们自己写了一个函数，该函数名可能与库函数中的某个函数发生重名，或者与他人一起写项目时，也存在与他人代码中的标识符同名的现象，然而以上情况的解决方法只有对标识符进行改名。

举例说明：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int time = 12;

int main()
{
	printf("%d\n", time);
	return 0;
}
//程序编译时会报错，原因是预处理阶段会展开全部的头文件（.h文件）
//被展开头文件里面的内容是具有“全局性的”，即全局都能使用里面的内容
//然而time.h的文件中存在一个名为time的函数
//在编译阶段，编译器会发现全局中有两个time的名称，并且报错

因此针对重定义、重命名的这类问题，C++就提出了一个新的概念namespace。

2、 namespace的定义及作用

namespace又称命名空间，他是一块独立于全局范围内的区域，在namespace区域中定义各种标识符的名称和全局中是分割开的，换句话说就是对命名空间内的标识符名称进行本地化管理，这样就不会与全局作用域中的同名标识符起冲突了。

比如，创建两个头文件first.h和second.h，并且把这两个头文件都包含到主函数文件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：
//包含上述两个.h文件
#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>

int main()
{
	printf("%d ",a);//a重定义了
	return 0;
}

//会报错：a重定义

上述代码若运行，则会发生编译报错，原因就是再展开这两个头文件后，会出现两个a多重定义的报错。这时候可以将其中一个头文件的变量a换另一个名称，或者main.cpp中只包含其中一个头文件。但是如果这两个文件都要包含而且也不想对变量a的名称进行更改，那么只能用namespace将两个头文件下的变量a存到命名空间内。

2.1 作用域限定符

使用namespace进行对上述代码的优化：

//first.h文件：
#pragma once
namespace first//namespace用法：namespace+自定义名称
{
	int a = 10;

}


//second.h文件：
#pragma once
namespace second
{
	int a = 101;

}


//main.cpp文件：
//包含上述两个.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，左边跟作用域名称
	return 0;
}

//会报错：a重定义

上述代码则将两个头文件下的变量a都放在了两块不一样的命名空间内，这样一来他们的名称就不会互相干涉了，只不过在使用变量a的时候要多一个步骤：使用作用域限定符去特指的命名空间查找。因为编译器也不知道程序员需要用哪个a，所以程序员需要在使用的a的左边加上“：：”符号，并且在“：：”符号的左边加上命名空间的名称，这样就可以精确的使用某个命名空间里的内容了，也称展开命名空间。

上述代码运行结果：

3、命名空间域与全局域的关系

如果上文中的代码没有对a使用“second::”，会出现什么样的后果呢？

可以发现编译器显示找不到变量a了，因为编译器查找的顺序是先找局部、再找全局，并不会自动的去命名空间内查找，所以全局域和命名空间域是分开的两个区域。因此在上述代码中，当头文件里的变量a被存放在命名空间中，可以理解为该变量从全局域被移动至命名空间域。

关系图：

比如全局域和局部域都有一个名为a的变量，如果编译器在局部域中就找到了a，则编译器会直接调用该a的值，并且也不会去全局域中查找，用上述代码进行变形当作例子：

#include"first.h"
#include"second.h"
#include<stdio.h>

int a = 1021;//全局变量

int main()
{
	int a = 22;//局部变量
	printf("%d ", a);
	return 0;
}

运行结果：

可以看到编译器直接选用了局部变量a作为打印结果。并且我们新加了全局变量int a=1021，编译器也没有报重命名的错误，说明全局域和命名空间域是分开的的两个区域，在全局域中定义了一个a，则命名空间域也能使用a的名称。

4、命名空间的嵌套

命名空间的嵌套就是在该空间内在创建一个命名空间，一般是防止最外层命名空间的名称与别的空间同名，写法如下：

//first.h
#pragma once
namespace first
{
	namespace A
	{
		int a = 10;
	}
}

//second.h
#pragma once
namespace first//假设两个头文件下的第一层空间重名
{
	namespace B//则需要第二层空间来区别a变量
	{
		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;
}

运行结果：

5、展开命名空间的方法

展开命名空间就是从命名空间内读取内容，上文提到的作用域限定符就是其中的一个办法，但是如果读取大量的内容就会很麻烦，因为只要是每一次读取都要加上作用域限定符，会很繁琐。因此另两种方法是部分展开和全部展开。

5.1 特定展开

特定展开就是上文的展开方式，既：空间名称：：变量名称。值得一提的是，使用特定展开时，编译器不会去局部和全局找，而是直接到命名空间内找，因此就算全局也有与该变量一模一样的名称，也不会报错，而且编译器还是会调用命名空间内的变量。

特定展开代码如下：

//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);//编译器会调用first文件中的a，而不是调用全局a=1021的a
	return 0;
}

运行结果：

5.1 部分展开

在全局处使用using+空间名称：：变量名称。部分展开与特定展开就不一样了，部分展开是把要调用的变量移动到全局域中，然后编译器在全局域中找到该变量，并不是让编译器指定到该空间去找，因此要保证全局中不能出现与该变量一样的名称，不然会报错。

部分展开逻辑图如下：

具体代码如下：

//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;//展开first空间并且只调用a
//int a = 1021;//注意这时候first.h里的变量a属于全局变量了，不能再定义额外名称的a的变量

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

运行结果：

在全局处加上了using first::a，之后所有需要调用a变量的代码前面都不需要再加作用域限定符了。但是仅仅限于变量a不用加限定符，如果要调用first空间内其他的变量还是要加作用域限定符的，因此又引出一个新的概念：全部展开，全部展开某个命名空间，则后续的代码可以不加限定符直接调用该空间内的所有内容。

5.2 全部展开

在全局处加上using+namespace+要展开空间的名称，既可对该空间进行全部展开。全局展开也同部分展开逻辑一样，全局展开相当于把该空间里的所有内容都移到全局域中，因此全局域中不能出现与该空间内有标识符名称相同的情况。

全部展开代码如下：

//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;
}

运行结果：