如何在 C++ 中正确使用命名空间？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在 C++ 中正确使用命名空间？

【英文标题】：How do you properly use namespaces in C++?

【发布时间】：2010-09-07 16:21:57

【问题描述】：

我来自 Java 背景，使用包而不是名称空间。我习惯于将一起工作以形成完整对象的类放入包中，然后再从该包中重用它们。但现在我正在使用 C++。

如何在 C++ 中使用命名空间？您是为整个应用程序创建一个命名空间，还是为主要组件创建命名空间？如果是这样，您如何从其他命名空间中的类创建对象？

【参考方案1】：

std :: cout

前缀 std:: 表示 名称 cout 和 endl 是 在命名空间内定义 命名为标准。命名空间允许 我们要避免无意的碰撞 在我们定义的名字之间 以及这些相同名称的使用 图书馆内。所有的名字 由标准库定义 位于标准命名空间中。写标准:: cout 使用范围运算符 （ :: 运算符）说我们 想使用名称 cout 定义在 命名空间标准。 将展示一种更简单的方法 从库中访问名称。

【参考方案2】：

命名空间本质上是包。它们可以这样使用：

namespace MyNamespace

  class MyClass
  
  ;

然后在代码中：

MyNamespace::MyClass* pClass = new MyNamespace::MyClass();

或者，如果您想始终使用特定的命名空间，您可以这样做：

using namespace MyNamespace;

MyClass* pClass = new MyClass();

编辑： 按照bernhardrusch 所说，我倾向于根本不使用“使用命名空间x”语法，我通常在实例化我的对象时明确指定命名空间（即第一个示例我展示了）。

正如您所问的below，您可以使用任意数量的命名空间。

【讨论】：

IMO 最好习惯于将 std 命名空间作为符号的前缀，而不是使用 using。所以我现在总是写std::cout 或std::string，因为这就是我现在所说的。我永远不会只写cout。

虽然std 确实如此，但我个人发现，当您处理较小的库时，这一点就不那么重要了。通常你可以只使用using namespace FooBario;，尤其是当你使用库中的大量类型时。

@jkerian，我明白你的意思，但我不同意，因为（在我看来）名称冲突更有可能来自如此小的库。大多数人注意不要将类/函数命名为与 STL 中的相同。也就是说，我同意尽可能避免在头文件中使用using namespace X;。

@LexFridman “大多数人都小心不要将类/函数命名为与 STL 中相同的名称”——这是不正确的。例如，如果我要为一些奇怪的硬件编写一些非常专业的 I/O 代码，我永远不会使用 mylibrary::endl 以外的任何东西来表示我自己的特殊换行符序列。我的意思是，为什么要发明名字？

我的编译器仍然无法识别命名空间，即使我想明确指定它并且包含声明它的文件。

【参考方案3】：

Vincent Robert 的评论是正确的 How do you properly use namespaces in C++?。

使用命名空间

命名空间至少用于帮助避免名称冲突。在 Java 中，这是通过“org.domain”习语强制执行的（因为假定除了他/她自己的域名之外不会使用其他任何东西）。

在 C++ 中，您可以为模块中的所有代码提供命名空间。例如，对于一个模块 MyModule.dll，您可以为其代码命名空间 MyModule。我在其他地方看到有人使用 MyCompany::MyProject::MyModule。我想这有点矫枉过正，但总而言之，这对我来说似乎是正确的。

使用“使用”

使用时应该非常小心，因为它可以有效地将一个（或所有）符号从一个命名空间导入到您当前的命名空间中。

在头文件中这样做是邪恶的，因为您的头文件会污染包括它在内的每个源（它让我想起宏......），甚至在源文件中，函数范围之外的错误样式，因为它会导入在全局范围内来自命名空间的符号。

使用“using”最安全的方法是导入选择符号：

void doSomething()

   using std::string ; // string is now "imported", at least,
                       // until the end of the function
   string a("Hello World!") ;
   std::cout << a << std::endl ;


void doSomethingElse()

   using namespace std ; // everything from std is now "imported", at least,
                       // until the end of the function
   string a("Hello World!") ;
   cout << a << endl ;

你会看到很多“使用命名空间标准；”在教程或示例代码中。原因是减少符号的数量以使阅读更容易，而不是因为这是一个好主意。

"使用命名空间标准；"被 Scott Meyers 劝阻（我不记得具体是哪本书，但如果有必要我可以找到）。

命名空间组合

命名空间不仅仅是包。另一个例子可以在 Bjarne Stroustrup 的“The C++ Programming Language”中找到。

在“特别版”的8.2.8 命名空间组合中，他描述了如何将两个命名空间 AAA 和 BBB 合并到另一个名为 CCC 的命名空间中。因此 CCC 成为 AAA 和 BBB 的别名：

namespace AAA

   void doSomething() ;


namespace BBB

   void doSomethingElse() ;


namespace CCC

   using namespace AAA ;
   using namespace BBB ;


void doSomethingAgain()

   CCC::doSomething() ;
   CCC::doSomethingElse() ;

您甚至可以从不同的命名空间导入选择符号，以构建您自己的自定义命名空间接口。我还没有找到它的实际用途，但从理论上讲，它很酷。

【讨论】：

你能否澄清一下，请“给你模块中的所有代码一个命名空间”？封装到模块的好习惯是什么。例如，我有复数类和与复数相关的外部函数。这个类和这两个函数应该在一个命名空间中？

【参考方案4】：

java 和 C++ 的另一个区别是，在 C++ 中，命名空间层次结构不需要匹配文件系统布局。所以我倾向于将整个可重用库放在一个命名空间中，并将库中的子系统放在子目录中：

#include "lib/module1.h"
#include "lib/module2.h"

lib::class1 *v = new lib::class1();

如果存在名称冲突的可能性，我只会将子系统放在嵌套的命名空间中。

【参考方案5】：

另外，请注意您可以添加到命名空间。举个例子就更清楚了，我的意思是你可以拥有：

namespace MyNamespace

    double square(double x)  return x * x; 

在文件square.h 中，并且

namespace MyNamespace

    double cube(double x)  return x * x * x; 

在文件cube.h 中。这定义了一个命名空间MyNamespace（也就是说，您可以跨多个文件定义一个命名空间）。

【参考方案6】：

@marius

是的，您可以一次使用多个命名空间，例如：

using namespace boost;   
using namespace std;  

shared_ptr<int> p(new int(1));   // shared_ptr belongs to boost   
cout << "cout belongs to std::" << endl;   // cout and endl are in std

[2 月2014 年——（真的有那么长吗？）：正如乔伊在下面指出的那样，这个特殊的例子现在是模棱两可的。 Boost 和 std:: 现在每个都有一个 shared_ptr。]

【讨论】：

请注意，std 现在也有 shared_ptr，因此当您尝试使用 shared_ptr 时，同时使用 boost 和 std 命名空间会发生冲突。

这是一个很好的例子，说明为什么许多软件公司不鼓励以这种方式导入整个命名空间。始终指定命名空间并没有什么坏处，如果它们太长，则从命名空间中创建一个别名或仅创建重要的特定类。

【参考方案7】：

为了避免说一切马克英格拉姆已经说过使用命名空间的小技巧：

避免头文件中的“使用命名空间”指令 - 这将为导入此头文件的程序的所有部分打开命名空间。在实现文件（*.cpp）中，这通常不是什么大问题——尽管我更喜欢在函数级别使用“使用命名空间”指令。

我认为命名空间主要用于避免命名冲突——不一定是为了组织你的代码结构。我主要用头文件/文件结构来组织 C++ 程序。

有时在较大的 C++ 项目中使用命名空间来隐藏实现细节。

使用指令的附加说明： 有些人更喜欢仅对单个元素使用“使用”：

using std::cout;  
using std::endl;

【讨论】：

按照您的建议，在函数级别而不是在 .cpp 文件级别或命名空间 块级别“使用命名空间”的一个优点是它对单编译有很大帮助 -单位建造。 “使用命名空间”是可传递的，并且适用于同一单元中离散命名空间 A 块的命名空间 A，因此对于单编译单元构建，如果它们在文件或命名空间块级别完成，您很快就会使用所有内容。

using std::cout; 是 using 声明

是否可以在单个语句中使用 single 命名空间中的 several 名称？ using std::cout, std::endl; 甚至 using std::cout, endl; 之类的东西。

如果using namespace x 在另一个命名空间中，可以在标头中使用它。这不是我一般会推荐的东西，但它不会污染全局命名空间。

【参考方案8】：

不要听每个人告诉你命名空间只是命名空间。

它们很重要，因为编译器会考虑它们来应用接口原则。基本上可以举例说明：

namespace ns 

class A

;

void print(A a)

如果你想打印一个 A 对象，代码应该是这样的：

ns::A a;
print(a);

请注意，我们在调用函数时没有明确提及命名空间。这就是接口原则：C++ 将一个以类型作为参数的函数视为该类型接口的一部分，因此无需指定命名空间，因为参数已经隐含了命名空间。

现在为什么这个原则很重要？想象一下，A 类作者没有为这个类提供 print() 函数。您必须自己提供一个。由于您是一名优秀的程序员，您将在自己的命名空间或全局命名空间中定义此函数。

namespace ns 

class A

;



void print(A a)

您的代码可以开始在您想要的任何地方调用 print(a) 函数。现在想象一下，几年后，作者决定提供一个 print() 函数，比你的更好，因为他知道他的类的内部结构，并且可以制作出比你更好的版本。

然后 C++ 作者决定应该使用他的 print() 函数版本，而不是另一个命名空间中提供的函数，以尊重接口原则。并且 print() 函数的这种“升级”应该尽可能简单，这意味着您不必更改对 print() 函数的每次调用。这就是为什么在 C++ 中无需指定命名空间就可以调用“接口函数”（与类在同一命名空间中的函数）。

这就是为什么在使用 C++ 命名空间时应将其视为“接口”并牢记接口原则。

如果您想更好地解释这种行为，可以参考本书Exceptional C++ from Herb Sutter

【讨论】：

如果添加了 ns::Print，您实际上必须更改对 print() 的每个调用，但编译器会将每个调用标记为模棱两可。默默地切换到新功能将是一个糟糕的主意。

我现在想知道，如果 @Vincent 说过你将不得不更改所有对 print 的调用，如果 autor 会提供 ns::Print() 函数，你想说什么？当作者添加了一个 ns::Print() 函数时，你可以删除你自己的实现吗？或者您将使用 ns::print() using-declaration 添加？还是别的什么？谢谢

【参考方案9】：

我在其他答案中没有看到任何提及，所以这是我的 2 加拿大分：

关于“使用命名空间”主题，一个有用的语句是命名空间别名，允许您“重命名”命名空间，通常给它一个更短的名称。例如，而不是：

Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally::TheClassName foo;
Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally::AnotherClassName bar;

你可以写：

namespace Shorter = Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally;
Shorter::TheClassName foo;
Shorter::AnotherClassName bar;

【参考方案10】：

我见过的大型 C++ 项目几乎没有使用多个命名空间（例如 boost 库）。

实际上 boost 使用了大量的命名空间，通常 boost 的每个部分都有自己的命名空间用于内部工作，然后可能只将公共接口放在***命名空间 boost 中。

我个人认为代码库越大，命名空间就越重要，即使在单个应用程序（或库）中也是如此。在工作中，我们将应用程序的每个模块都放在自己的命名空间中。

我经常使用的命名空间的另一个用途（不是双关语）是匿名命名空间：

namespace 
  const int CONSTANT = 42;

这与以下基本相同：

static const int CONSTANT = 42;

但是，建议使用匿名命名空间（而不是静态命名空间）来使代码和数据仅在 C++ 的当前编译单元中可见。

【讨论】：

您的两个示例都等效于const int CONSTANT = 42;，因为命名空间范围内的*** const 已经暗示了内部链接。所以在这种情况下你不需要匿名命名空间。

【参考方案11】：

您还可以在函数中包含“使用命名空间...”，例如：

void test(const std::string& s) 
    using namespace std;
    cout << s;

【参考方案12】：

我使用 C++ 命名空间的方式与在 C#、Perl 等中使用的相同。这只是标准库内容、第三方内容和我自己的代码之间的符号语义分离。我会将自己的应用程序放在一个命名空间中，然后将可重用的库组件放在另一个命名空间中进行分离。

【参考方案13】：

请注意，C++ 中的命名空间实际上只是一个命名空间。它们不提供包在 Java 中所做的任何封装，因此您可能不会经常使用它们。

【参考方案14】：

在 Java 中：

package somepackage;
class SomeClass 

在 C++ 中：

namespace somenamespace 
    class SomeClass 

使用它们，Java：

import somepackage;

还有 C++：

using namespace somenamespace;

此外，Java 的全名是“somepackge.SomeClass”，C++ 的全名是“somenamespace::SomeClass”。使用这些约定，您可以像在 Java 中习惯的那样进行组织，包括为命名空间创建匹配的文件夹名称。文件夹->包和文件->类的要求并不存在，所以你可以独立地命名你的文件夹和类而不是包和命名空间。

【参考方案15】：

我更喜欢为应用程序使用***命名空间，为组件使用子命名空间。

您可以使用来自其他名称空间的类的方式与 java 中的方式非常相似。 您可以使用类似于“import PACKAGE”语句的“use NAMESPACE”，例如使用标准。或者您将包指定为用“::”分隔的类的前缀，例如标准::字符串。这类似于Java中的“java.lang.String”。

【参考方案16】：

一般来说，如果我认为可能存在与其他库的函数或类型名称冲突，我会为代码体创建命名空间。它还有助于品牌代码，ala boost::。