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C++命名空间(名字空间)详解

一个中大型软件往往由多名程序员共同开发,会使用大量的变量和函数,不可避免地会出现变量或函数的命名冲突。当所有人的代码都测试通过,没有问题时,将它们结合到一起就有可能会出现命名冲突。

例如小李和小韩都参与了一个文件管理系统的开发,它们都定义了一个全局变量 fp,用来指明当前打开的文件,将他们的代码整合在一起编译时,很明显编译器会提示 fp 重复定义(Redefinition)错误。

为了解决合作开发时的命名冲突问题,C++ 引入了命名空间(Namespace)的概念。请看下面的例子:
namespace Li{  //小李的变量定义
    FILE fp = NULL;
}
namespace Han{  //小韩的变量定义
    FILE fp = NULL
}
小李与小韩各自定义了以自己姓氏为名的命名空间,此时再将他们的 fp 变量放在一起编译就不会有任何问题。
命名空间有时也被称为名字空间、名称空间。
namespace 是C++中的关键字,用来定义一个命名空间,语法格式为:

namespace name{
    //variables, functions, classes
}

name是命名空间的名字,它里面可以包含变量、函数、类、typedef、#define 等,最后由{ }包围。

使用变量、函数时要指明它们所在的命名空间。以上面的 fp 变量为例,可以这样来使用:
Li::fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han::fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp
::是一个新符号,称为域解析操作符,在C++中用来指明要使用的命名空间。

除了直接使用域解析操作符,还可以采用 using 关键字声明,例如:
using Li::fp;
fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han :: fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp
在代码的开头用using声明了 Li::fp,它的意思是,using 声明以后的程序中如果出现了未指明命名空间的 fp,就使用 Li::fp;但是若要使用小韩定义的 fp,仍然需要 Han::fp。

using 声明不仅可以针对命名空间中的一个变量,也可以用于声明整个命名空间,例如:
using namespace Li;
fp = fopen("one.txt", "r");  //使用小李定义的变量 fp
Han::fp = fopen("two.txt", "rb+");  //使用小韩定义的变量 fp
如果命名空间 Li 中还定义了其他的变量,那么同样具有 fp 变量的效果。在 using 声明后,如果有未具体指定命名空间的变量产生了命名冲突,那么默认采用命名空间 Li 中的变量。

命名空间内部不仅可以声明或定义变量,对于其它能在命名空间以外声明或定义的名称,同样也都能在命名空间内部进行声明或定义,例如类、函数、typedef、#define 等都可以出现在命名空间中。

站在编译和链接的角度,代码中出现的变量名、函数名、类名等都是一种符号(Symbol)。有的符号可以指代一个内存位置,例如变量名、函数名;有的符号仅仅是一个新的名称,例如 typedef 定义的类型别名。

下面来看一个命名空间完整示例代码:
#include <stdio.h>

//将类定义在命名空间中
namespace Diy{
    class Student{
    public:
        char *name;
        int age;
        float score;
  
    public:
        void say(){
            printf("%s的年龄是 %d,成绩是 %f\n", name, age, score);
        }
    };
}

int main(){
    Diy::Student stu1;
    stu1.name = "小明";
    stu1.age = 15;
    stu1.score = 92.5f;
    stu1.say();

    return 0;
}
运行结果:
小明的年龄是 15,成绩是 92.500000

C++ 命名空间的语法比较复杂,本节所讲到的只是冰山一角,主要是为下节《C++头文件和std命名空间》的讲解打基础。关于命名空间的更多内容我们将在后续章节中一一讲解。

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