C++ 命名空间

一. 命名空间的定义

考虑一种情况，当同班级中有两个同名的学生Zara时，我们需要用额外的信息来区分她们，例如居住地区或父母的名字。同样的情况也可能出现在您的C++应用程序中，例如，当您编写一个名为xyz()的函数时，另一个库中也存在同名的函数xyz()，这时编译器无法确定您指的是哪个版本的xyz()函数。命名空间旨在解决这个问题，它用于通过提供附加信息来区分在不同库中存在的同名函数、类、变量等。命名空间定义了名称的上下文，本质上，命名空间定义了一个作用域。

二. 定义命名空间

命名空间的定义以关键字namespace开始，后跟命名空间的名称，如下所示：

namespace namespace_name {
   // 代码声明
}

要调用特定命名空间中的函数或变量，您需要在名称前加上 (::)，如下所示：

name::code;  // code 可以是变量或函数。

让我们来看一个例子：

#include <iostream>
using namespace std;

// 第一个命名空间
namespace first_space {
   void func() {
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
}

// 第二个命名空间
namespace second_space {
   void func() {
      cout << "Inside second_space" << endl;
   }
}

int main () {
   // 调用第一个命名空间中的函数。
   first_space::func();
   
   // 调用第二个命名空间中的函数。
   second_space::func(); 

   return 0;
}

如果我们编译并运行上述代码，结果将是：

Inside first_space
Inside second_space

三. using 指令

您还可以使用using namespace指令来避免在代码中每次都添加命名空间。该指令告诉编译器后续代码将使用指定命名空间中的名称。命名空间因此在后续代码中是隐含的：

#include <iostream>
using namespace std;

// 第一个命名空间
namespace first_space {
   void func() {
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
}

// 第二个命名空间
namespace second_space {
   void func() {
      cout << "Inside second_space" << endl;
   }
}

using namespace first_space;
int main () {
   // 这将调用第一个命名空间中的函数。
   func();
   
   return 0;
}

如果我们编译并运行上述代码，结果将是：

Inside first_space

using 指令也可以用于引用命名空间中的特定项。例如，如果您只打算使用std命名空间中的cout，可以这样引用：

using std::cout;

之后的代码可以直接使用cout，而不需要再加上命名空间，但std命名空间中的其他项仍然需要明确地引用，如下所示：

#include <iostream>
using std::cout;

int main () {
   cout << "std::endl is used with std!" << std::endl;
   
   return 0;
}

如果我们编译并运行上述代码，结果将是：

std::endl is used with std!

在using指令中引入的名称遵循正常的作用域规则。名称从使用指令所在的位置到指令所在作用域的结束都是可见的。外层作用域中具有相同名称的实体会被隐藏。

四. 不连续命名空间

命名空间可以分多个部分定义，因此命名空间是由其单独定义的部分的总和组成。如果命名空间的一部分需要在另一个文件中定义的名称，该名称仍然必须声明。下面的命名空间定义要么定义一个新命名空间，要么向现有命名空间添加新元素：

namespace namespace_name {
   // 代码声明
}

五. 嵌套命名空间

命名空间可以嵌套，您可以在一个命名空间内定义另一个命名空间，如下所示：

namespace namespace_name1 {
   // 代码声明
   namespace namespace_name2 {
      // 代码声明
   }
}

您可以使用解析运算符访问嵌套命名空间的成员，如下所示：

// 访问 namespace_name2 的成员
using namespace namespace_name1::namespace_name2;

// 访问 namespace_name1 的成员
using namespace namespace_name1;

在上述语句中，如果您使用namespace_name1，那么namespace_name2中的元素将在作用域中可用，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;

// 第一个命名空间
namespace first_space {
   void func() {
      cout << "Inside first_space" << endl;
   }
   
   // 第二个命名空间
   namespace second_space {
      void func() {
         cout << "Inside second_space" << endl;
      }
   }
}

using namespace first_space::second_space;
int main () {
   // 这将调用第二个命名空间中的函数。
   func();
   
   return 0;
}

如果我们编译并运行上述代码，结果将是：

Inside second_space