C++命名空间定义和使用

Posted 2023-03-02 Linux编程学堂

1 引出命名空间的需求

在一个test.cpp源文件中，假设有如下一份代码：

编译结果如下：

可以看到，编译异常。因为，无法在同一个文件中，定义一个完全相同的函数。函数的名称，返回值类型，和参数列表都相同。

但是，如果我们把这些函数，分别定义在不同的类中，是否允许？测试代码如下：

程序运行结果如下：

可以看到，定义了testA类和testB类，在类中定义了相同的成员函数。最终，通过定义类对象，可以调用相同的函数名。

那么，我们可以看到，是“类名”隔离保护了同名的func()函数。

如果我们在开发一个大型的软件项目，有多个程序员同时开发。那么，如果两个程序员定义了两个同名的函数，而且，集成测试的时候，主程序包含了这两个相同的同名函数，就会导致代码异常。

例如，在不同的文件中定义同名的func()函数，当包含了定义同名函数的文件，是否有一种机制，也可以对同名的func()函数进行“隔离保护”？

答案是可以的，C++引入了命名空间的机制。对代码起到“隔离保护”的作用。

命名空间是ANSI C++引入的可以由用户命名的作用域，用来处理程序中常见的同名冲突。通过C++提供的命名空间机制，就可以对程序员自己定义的代码进行隔离保护。

2 命名空间的定义

ANSI C++增加了命名空间（namespace）机制，所谓命名空间，实际上就是一个由程序开发者命名的区域空间。程序开发者可以把自己设计的代码放在该区域空间内。

那么，当其它人员想使用该程序开发者开发的代码，就需要引入该命名空间，才可以使用命名空间内设计的代码。所以，通过命名空间，就可以把程序开发者设计的代码，与其它人员开发的代码分离开，起到隔离保护的作用。

定义命名空间，使用namespace关键字来定义，格式如下：

namespace 命名空间名称

那么，就可以在命名空间名称后面的大括号内，添加代码。例如：

namespace wkf_sn

void func(void)

cout << "wkf_sn func " << endl;

所以，就定义了一个命名空间，命名空间的名称是wkf_sn，在该命名空间内定义了func()函数。

namespace 是定义命名空间所必须写的关键字，wkf_sn是用户自己指定的命名空间的名字（可以用任意合法标识符，这里用 wkf_sn是因为 ns 是 namespace 的缩写，含义清楚），中花括号内是声明块，在其中声明的实体称为命名空间成员（namespace member）。例如，我们定义两个不同的命名空间，如下：

namespace snA //定义命名空间

int val = 16886;

void func(void)

cout << "snA func " << endl;

namespace snB //定义命名空间

int val = 16889;

void func(void)

cout << "snB func " << endl;

那么，要怎么样引用这些命名空间内定义的代码？有如下方式：

(1) 通过域作用符“::”，可以指定用哪个域内的代码；

(2) 通过using关键字，引入该命名空间，就可以使用该命名空间内的代码。

C++中命名空间的作用类似于操作系统中的目录和文件的关系，由于文件很多，不便管理，而且容易重名，于是，人们设立若干子目录，把文件分别放到不同的子目录中，不同子目录中的文件可以同名。调用文件时应指出文件路径。当我们学习JAVA的时候，发现JAVA的“包”就是文件目录，它的作用域C++的命名空间一样。

可以根据需要设置许多个命名空间，每个命名空间名代表一个不同的命名空间域，不同的命名空间不能同名。这样，可以把不同的库中的实体放到不同的命名空间中，或者说，用不同的命名空间把不同的实体隐藏起来。

命名空间的声明方法和使用方法与类差不多。但它们之间有一点差别：在声明类时在右花括号的后面有一分号，而在定义名空间时，花括号的后面没有分开。

3 命名空间的使用

使用命名空间时，提供了如下的方式：

(1) 通过域作用符“::”，可以指定用哪个域内的代码；

(2) 通过using关键字，引入该命名空间，就可以使用该命名空间内的代码。

在引用命名空间成员时，要用命名空间名和域作用符对命名空间成员进行访问，以区别不同的命名空间中的同名标识符。如下：

命名空间名：：命名空间成员名

这种方法是有效的，能够保证所引用的实体有唯一的名字。但是，如果命名空间名名字比较长，尤其在有命名空间嵌套的情况下，为引用一个实体，需要写很长的名字。在一个程序中可能要多次引用命名空间成员，就会感到很不方便。

为此，C++提供了一些机制，能够简化使用命名空间成员的手续。

1 使用命名空间别名

可以为命名空间起一个别名（namespace alias），用来代替较长的名句空间名。如：

namespace AudioVideo //声明命名空间，名为AudioVideo

...

可以用一个较短而易记的别名代替它。如：

namespace AV = AudioVideo; //别名AV 与原名AudioVideo等价

也可以说，别名AV指向原名 AudioVideo，在原来出现AudioVideo的位置都可以无条件地用AV来代替。

2 使用using 命名空间成员名

using后面的命名空间成员必须是由命名空间限定的名字。格式如下：

using namespace 命名空间名；

例如：

using namespace AudioVideo; //引用AudioVideo命名空间

以上语句声明：在本作用域（using语句所在的作用域）中会用到命名空间AudioVideo中的代码，在本作用域中如果使用该命名空间成员时，不必再用命名空间限定。