C++ -命名空间-详解
夜泉_ly 2024-10-19 09:35:01 阅读 73
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C++ -命名空间-详解
1.C语言缺点之一 -- 命名冲突2.命名空间2.1定义2.2使用访问命名空间中的变量展开命名空间域指定访问命名空间域
2.3其他功能
3.C++ 标准库中的命名空间指定展开
4.总结
1.C语言缺点之一 – 命名冲突
先来看看下面这段简单的C语言代码:
<code>#include <stdio.h>
int rand = 0;
int main()
{
printf("%d\n", rand);
return 0;
}
运行结果如下:
0
毫无疑问的结果对吧,那如果我再引入这样一个头文件呢:
#include <stdlib.h>
运行结果如下图:
报错了 ! 原因呢?
命名冲突 ——如果学过C语言,那应该能知道在<code><stdlib.h>里面有一个函数,用于生成随机数,而这个函数的名字就是rand
,此处,我也定义了同名的变量rand
,这就导致了命名冲突。
在C语言中,全局域中命名冲突非常常见,主要有以下两种情况:
1.与库函数冲突:
这就是上面代码报错的原因。
在C语言项目中,可能某天引入了一个库,结果出现了一大堆冲突。
2.开发者相互之间冲突:
在大型项目中,往往都是项目组,这代表不是一个人在写。
那么有没有一种可能,张三写的和李四写的冲突了,但在他们电脑上都能跑。有一天,不同模块合并到一起,结果发现冲突了,这时必然会有一个人要改他的代码。
如果张三、李四都将这个名字在他们的代码里用了几百上千词,那么要修改将是一个极其痛苦的事情。
而C++的祖师爷,下图的本贾尼·斯特劳斯特卢普,同样受够了C语言中的这个缺点,于是在C++中,创造了一个关键字namespace
,用来解决全局域中命名冲突的问题。
2.命名空间
2.1定义
命名空间可以定义出一个域,将其中的内存隔离在这个独立区域,不会与其他区域中的名字冲突:
<code>namespace ly
{
int rand = 0;
}
在上面的代码中,我定义了一个名为ly
的命名空间,里面包含了变量rand
。通过这种方式,避免了与标准库rand
函数的冲突。
此处,
ly
是命名空间的名字,这里我取的是我博客名字【夜泉_ly】中的一部分,而一般开发中是用项目名字做命名空间名。
2.2使用
访问命名空间中的变量
在C语言的学习中,可以了解到,同一个域不能定义同名变量,而不同的域可以定义同名变量。
例如,全局作用域和局部作用域:
#include <stdio.h>
int a = 0;//全局域--全局变量
int main()
{
int a = 1;//局部域--局部变量
printf("%d\n", a);
return 0;
}
C语言的域会影响生命周期,也会影响访问,比如上面这段代码的运行结果是1
,因为优先访问的是局部变量。
那么有人问了,如果我就想访问全局变量呢?
也是有方法的:
#include <stdio.h>
int a = 0;//全局域--全局变量
int main()
{
int a = 1;//局部域--局部变量
printf("%d\n", ::a);
return 0;
}
这里使用了域作用限定符::
,其作用是对左边的域进行访问,此处::
左边没有域,即左边为空白,代表对全局域进行访问。
再看下面这种情况:
#include <stdio.h>
int a = 0;//全局域--全局变量
namespace ly
{
int a = 2;//命名空间域
}
int main()
{
int a = 1;//局部域--局部变量
printf("%d\n", a);
return 0;
}
这里出现了三种域,局部域、全局域、命名空间域,按什么顺序访问?
第一次打印,结果为1
,因为默认局部域优先。
再注释掉局部变量a:
//int a = 1;//局部域--局部变量
第二次打印,结果为0
,因为局部域未找到指定变量时,会去全局域找。
再注释掉全局变量a:
//int a = 0;//全局域--全局变量
第三。。没有第三次打印了:
又报错了 ! 原因呢?
未声明a ——这是因为编译器并不会主动去命名空间域中搜索,所以会报错。
如何访问命名空间域呢?
一般而言,有两种方法:展开命名空间域 OR 指定访问命名空间域。
展开命名空间域
使用<code>using关键字:
using namespace ly;
在一些C++程序开头,常常看见下面这两句代码:
#include <iostream>
using namespace std;
现在可以知道第二句在干什么了:展开了C++标准库的命名空间域。
指定访问命名空间域
printf("%d\n",ly::a);
即在域作用限定符::
前加上要访问的命名空间。
现在使用第一个方法,展开命名空间域,来看看下面这段代码会输出什么值?😄
#include <stdio.h>
int a = 0;//全局域--全局变量
namespace ly
{
int a = 2;//命名空间域
}
using namespace ly;//展开命名空间域
int main()
{
printf("%d\n", a);
return 0;
}
什么都输出不了!又报错了:
其实此处的两个a又冲突了:
展开命名空间域,是将命名空间域中的内容全部暴露到全局域,而同一个域不能定义同名变量,所以编译器会报错。
因此,不要轻易使用<code>using namespace!
回到开头,如果想放心的使用rand
作为变量名,可以使用命名空间,并通过指定访问命名空间域的方式访问:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
namespace ly
{
int rand = 0;
}
int main()
{
printf("%d\n", ly::rand);//打印rand变量的值
printf("%p\n", rand);//打印rand函数的地址
return 0;
}
此时可以成功输出结果,如图:
或许会有人问:为什么不能定义一个局部变量来解决问题?
需注意的是,此处的问题就是定义了一个全局变量,而这个全局变量与库冲突了。因此不能通过定义局部变量解决问题。
2.3其他功能
除了变量,命名空间还可以包含其他内容,例如函数、结构体等。
命名空间甚至可以嵌套使用:
<code>namespace N1
{
int a = 1;
namespace N2
{
int a = 2;
}
}
访问时也需多次使用::
:
printf("%d\n",N1::N2::a);//输出2
通过嵌套命名空间,开发者可以进一步组织和管理代码。
3.C++ 标准库中的命名空间
在学习C语言时,有时也会看到一些C++的代码,这时或许会产生疑问,为什么C++无.h
,比如:
#include <iostream.h>
其实,在很早之前,上面这句代码是存在的,在一些老编译器(如VC6.0)上也可以运行,但那时没有命名空间,也不需要展开。
而后来为了与C语言进行区分,并且有了命名空间,C++库、STL等被封进std
,这时.h
就被去掉了。
现在,标准库通过std
命名空间进行管理,在 C++ 的标准库中,所有的库函数和对象都封装在 std
命名空间中。
又由于默认不去命名空间进行搜索,在使用标准库时,可以选择指定访问,例如:
std::cout << "Hello World!" << std::endl;
或者展开空间:
using namespace std;
cout << "Hello World!" << endl;
需注意:这个展开并非展开头文件,因此,展开std不等于不包含头文件!!
在包含了头文件后,在预处理阶段会将其内容展开,而其内容是封在
std
里的,展开了std
,等于告诉编译器可以去这些内容里面进行搜索。
但是,直接展开会有风险,如果自己定义的跟库重名,就会报错,这不就直接回到起点,将C语言的缺点再次包含。
因此,建议在项目中不要展开,而是指定访问;而日常练习中可以展开。
而在一个项目中,可能会有百万级的代码量,每次都指定访问太过麻烦,这里就出现了一种新的玩法:
指定展开
例如:
using std::cout;
using std::endl;
只需将常用的展开,不常用的再指定访问,就能大大减少工作量。
4.总结
命名空间是 C++ 中用于解决命名冲突的一个非常重要的工具。
在编写大型项目时,开发者应尽量避免直接展开整个命名空间,而是通过指定访问或部分展开的方式来使用命名空间。
合理使用命名空间不仅能提高代码的可维护性,还能避免命名冲突带来的问题。
希望本篇文章对你有所帮助!并激发你进一步探索编程的兴趣!
本人仅是个C语言初学者,如果你有任何疑问或建议,欢迎随时留言讨论!让我们一起学习,共同进步!
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