第15章 名称空间(Namespace)

15.3.1 名称空间的定义策略
• 以为基础，假设想实现如下功能：A::dispA函数中要访问B::num，这要求 B定义在A前，同时，在B中增加dispB函数，其中调用A::dispA()函数，这 要求A定义在B之前，如此看来，上述功能似乎不太可能会实现。 实则不然，这取决于名称空间的定义策略，在前面提及，名称空间中函数 的定义和实现可以分开进行，这是我们解决问题的突破口，见代码15-7。
第15章 名称空间（Namespace）
• 大型程序往往是由团队开发的，即使是个人编写的程序， 随着代码量的增多，变量、函数、类等重名、相互冲突的 现象时有发生，有的情况下，编译器会指明错误所在，但 有时候会发生一些察觉不到的覆盖，让程序员对出现的错 误摸不着头脑。 • 很多厂商也提供了快捷的第3方类库，用户不用关心库中的 类是如何实现的，直到如何调用接口使用即可，但多个厂 商定义的变量、函数和类可能会发生冲突，同样是初始化 操作，甲公司类库提供了initial函数，乙公司可能也提供 了initial函数，如果在程序中同时使用了两个公司的类库， initial函数对应哪个版本呢？ • 为了解决这些问题，新的C++标准提供了名称空间机制。旧 标准中（ANSI/ISO 1998）并没有该项机制，所以，一些特 别老的编译器可能并不支持名称空间特性。
15.2 实体的作用域与可见域
• 名称空间可以如中的yaya和abao一样，定义成全 局的，也可以将一个名称空间定义在另一个名称 空间内，形成名称空间的嵌套，但名称空间的定 义不能在代码块内，因此，默认情况下，名称空 间中的实体作用域是全局的。
15.2.1 实体可见域
• 名称空间中实体的作用域是全局的，并不意味着其可见域也是全局的，如 果不使用作用域限定符和using机制，抛开名称空间嵌套和内部屏蔽的情 况，实体的可见域是从实体创建到该名称空间结束（如果有名称空间的嵌 套，则内部名称空间中的实体可能会屏蔽外部名称空间中的实体，这在稍 后会讲到），在名称空间外，该实体是不可见的。 来看一段示例，见代码15-2 。
15.1 什么是名称空间
• 旧的标准中，仅仅依靠名称在程序中的作用域和 可见域来区分同名实体，在第6章中已经介绍了实 体的作用域和可见域的概念，由于“屏蔽”等原 因，可见域一般是作用域的子集。 • 旧标准中使用诸如“#include <iostream.h>”形 式的头文件，而新标准中只要使用“#include <iostream>”即可，旧标准中不需要using指令指 明名称空间，而新标准中需要这样做。
15.3 名称空间的作用域与可见性
• 原则上讲，名称空间的作用域是全局的，但其可 见域却并非如此，而且，不论使用限定符还是使 用using声明语句，都要求名称空间可见，回头看 以下前面给出的代码，就来说，如果将namespace B的定义放在namespace A定义之后，编译器将指 出错误，using语句同样如此，如果在using声明 时，namespace尚未定义，或者说namespace已经 定义，但声明的实体尚未包含在此namespace中， 编译器同样会指出错误，因此，名称空间同样要 先定义、后使用。
15.4 对名称空间的思考
• • • • • • • 下面引用当前流行的名称空间使用指导原则： 使用在已命名的名称空间中声明的变量，而不是使用外部全局变量。 使用已命名的名称空间中声明的变量，而不是静态全局变量。 如果开发了一个函数库或者类库，将其放在一个名称空间中。事实上，C++提倡将标 准函数库放在名称空间std中。 仅将编译指令using作为一种将旧代码转换为名称空间的权宜之计。 对于using 声明，首先将其作用域设置为局部而不是全局。 不要在头文件中使用using编译指令，这样，使得可用名称变得模糊，容易出现二义 性，其次，包含头文件的顺序可能会影响程序的行为，如果非要使用using编译指令， 建议放在所有#include预编译指令后。 名称空间相当于是对在原有名称层次的基础上又扩展了一层，而且是最外面的一层， 原始的名称层次进化规则简单归纳如所示：
• •
15.3.5 未命名的名称空间
• 也可以通过省略名称空间的名称来创建未命名的 名称空间，此时，该无名空间中的实体的可见性 无法扩展（既不能采用“名称空间::实体”的形 式，也不能采用using声明机制扩展），因此，该 实体只能在本空间内使用。 • 在无名空间中创建的全局变量，具有全局生存期， 却只能被本空间内的函数等访问，是static变量 的有效替代手段。
15.2.5 空间内的“屏蔽”
• 在一个空间内，变量作可见域的规则，如内部变量对外部变量的 屏蔽等是和第6章中介绍的内容使一致的，通过一个例子来形象地 说明这一点，见。
15.2.6 先声明，后使用
• • • • • • • • • • • • • • • 和普通变量一样，在使用名称空间中的实体前，必须保证其有效，举例来说，在使用 一个变量前，必须对该变量进行声明。例如，如果将中名称空间A定义修改为： namespace A //创 建名称空间A { void dispA() { int num=3; cout<<"dispA函数中的num: "<<num<<endl; cout<<"A中的num: "<<A::num<<endl; cout<<"B中的num: "<<B::num<<endl; cout<<"外部的num: "<<::num<<endl; } int num=1; //A中声明的num } 编译运行，编译器将给出如下出错信息： error C2039: 'num' : is not a member of 'A'
15.3.3 名称空间嵌套
• 名称空间可以定义在另一个名称空间内，以单层嵌套为例，要访问内部名称空间中的 实体，必须采用“外部名称空间::内部名称空间::实体名”的形式，如果是多层嵌套， 还要多次使用作用域限定符，来看一个简单示例。
15.3.4 using编译指令
• 前面介绍过通过using声明语句使得某个空间中的特定实体可见，using编译指令比using声明更进 一步，通过“using namespace 名称空间名;”的形式，使得名称空间中的实体都可见，不再需要作 用域限定符。 到现在为止，几乎所有示例代码都使用了下述语句： using namespace std;
•
15.5 小结
• 本章探讨了名称空间的用法，这是C++新增加的一 个特性，其目的是为了减少冲突，这在大型程序 组织中十分有效。使用名称空间，关键是掌握空 间中实体的作用域与可见域，以及名称空间的作 用域与可见域的知识，理解其实质，做到知其然， 知其所以然。 • 作用域限定符::、using声明机制和using编译机 制是3种常用的扩展实体可见域的方式，使名称空 间中的特定实体或全部实体在声明可见域内可用。 名称空间内实体的访问规则和原来介绍的没有名 称空间时的情况类似，名称空间还支持嵌套层次 结构，在外部使用内层空间时，必须使用多重作 用域限定符的形式。
15.2.4 using声明带来的多重声明问题（二义性）
• 如果using声明使用不当，很容易引起多重声明错误 （multiple declaration），比如，已经定义了全局函数 disp，却还使用全局using声明语句“using A::disp”，假 设没有屏蔽发生，那么调用disp()时，编译器不确定是全 局函数版本还是A::disp()，引发多重声明错误。 • 变量名同样存在这种问题，假设有两个名称空间A、B中都 定义了int型变量num，在程序的某处需要使用num，如果写 出如下代码： • using A::num; • using B::num; • num=5; • 则最后一句对num的赋值操作具有二义性，因此，应合理使 用using声明机制。
15.1.1 名称空间范例
• 名称空间通过定义一种新的声明区域来创建命名 的名称空间，一个名称空间中的实体不会和另外 一个名称空间中的同名实体冲突，来看一个简单 形象的例子，其既能说明名称空间是怎么回事， 也演示了如何定义全局的名称空间。
15.1.2 定义名称空间
• • • • • • C++中定义名称空间的基本格式为： namespace 名称空间名 { 变量类型 变量； 函数返回类型 函数原型； }
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15.3.2 推荐用法
• 为了在程序的多个文件中合理使用名称空间，需 要合理组织名称空间的定义，和类定义相似（但 又不同，类定义中成员变量不被创建，而名称空 间中的变量在声明时被创建），一种推荐的做法 是将名称空间的声明接口（仅仅包括函数原型） 放在头文件中，而将变量声明和函数实现放在单 独cpp文件中，这样在使用头文件的地方，只要包 含相应的头文件即可。
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15.2.2 可见域的扩展
• 在某个名称空间中定义或创建的程序实体，如果要在其他名称空间中或外 部函数中访问，必须使用作用域限定符::或使用using声明机制来使实体 可见，这可看作是作用域的扩展，来看一段示例，对进行修改，见代码 15-3 。
15.2.3 using声明机制
• 如果不希望在每次使用名称空间中实体时都使用 作用域限定符，可使用using声明机制扩展其可见 域，using声明的基本格式为： • using 名称空间::实体名; • 如“using A::dispA()”，至于using声明语句将 该实体的可见域扩展到什么程度，这取决于using 语句的书写位置，换言之，这取决于using语句的 可见域。 • 1. using声明在全局区域 • 2