详解C++中的命名空间（namespace）

个人主页：平行线也会相交
欢迎 点赞 收藏✨ 留言✉ 加关注本文由 平行线也会相交 原创
收录于专栏【C++之路】

C++关键字(C++98)

在C++中，总共有63个关键字，大家还记得在C语言中有多少个关键字吗，没错，在C语言中总共有32个关键字。
下面是C++的关键字：

asm	do	if	auto
return	try	continue	double
inline	short	typedef	for
bool	dynamic_cast	int	signed
typeid	public	break	else
long	sizeof	typename	throw
case	enum	mutable	static
union	wchar_t	catch	explicit
namespace	static_cast	unsigned	default
char	export	new	struct
using	friend	class	extern
operator	switch	virtual	register
const	false	private	template
void	true	const_cast	float
protected	this	volatile	while
delete	goto	reinterpret_cast

命名冲突

可以看到：上述代码我们可以通过。
那现在这段代码呢？请看：

我们发现rand出现了重定义的错误：那为什么rand发生了冲突了呢？其实rand这里是跟库发生了冲突。std中有一个函数也叫rand，所以就会发生命名冲突的问题。
发生命名冲突的原因有两种：

1.跟库里发生冲突。
2.互相之间发生冲突。

其实命名冲突这个问题挺麻烦的，我们并不知道库中是否有这个变量，在这个基础上，如果我们又重新定义了这个变量，此时就会出现命名冲突的问题。为了解决命名冲突的问题，就引出了命名空间。

命名空间

嗯，namespace就是命名空间的意思，也是C++中的一个关键字，就是用来解决命名冲突的问题的。
这里，我们先来引出一个问题，请看下面代码：

#include
using namespace std;
int main()
{

	return 0;
}

在C++中，为什么我们一般要加上using namespace std;呢？

命名空间的定义

命名空间，即namespace，后面跟着命名空间的名字，然后接一对{}，{}中的内容就是命名空间的成员。
命名空间namespace可以定义一个域出来。
举个例子：

我们可以看到上图的代码出现了rand重定义的问题，我们如果不想出现这个问题，就可以用namespace定义一个域出来以解决重定义这个问题。
请看解决方法：

#include
#include

//域
namespace hello
{
	//hello这个域就会把域中的内容(rand)进行一个隔离
	//这里要注意，域中的rand与主函数中的rand不是一回事。
	int rand = 0;
}

int main()
{
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

这个运行结果也说明了域中的rand与主函数中的rand不是一回事。

局部域和全局域的关系

#include
#include

int a = 0;

int main()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

上面这个代码中的两个a就可以同时存在。
我们把主函数外面的a看作是全局域中的a，把主函数里面中的a看作是局部域中的a。同时，我们还要知道一个点局部域和全局域既影响访问，也影响生命周期。域分为好几种，作用域只是域中的一种。
域总共分为下面四种：

类域
命名空间域
局部域
全局域

我们来运行上面的代码：

因为局部域中的a优先，所以这里打印出来的是局部域中变量a的值，即打印出来的是1，如果我们想打印全局域中的a中的值怎么办呢？我们可以这样：

#include
#include

int a = 0;

int main()
{
	int a = 1;
	printf("%d\n", a); 

	//  ::称为域作用限定符
	printf("%d\n",::a);
	return 0;
}

运行结果如上图，我们看到我们打印出来的0就是全局域中的a的值。
关于局部域和全局域的关系是这样的：

我们是默认从局部域开始搜索的，即局部优先；当然，如果局部没有的话，我们就会去全局域进行搜索，所以有局部先访问局部，没有局部才会去访问全局。

我们通过域作用限定符::可以去直接访问全局域。即上面的代码，注意观察，::的前面是不加任何东西的（注意前面不需要我们加空格），意思就是我们直接去访问全局域。

命名空间域

上图代码中总共有三个域（局部域、全局域、命名空间域），每个域中都有一个变量a，我们如何去访问这三个作用域中的a呢，请看下面：

我们现在把全局域中的变量a注释掉看看运行结果，所以来看下面这段代码的运行结果：

我们发现程序根本运行不了，所以这里就报错了。
所以我们通过这个程序发现，这个程序并不会去到命名空间里去进行搜索；那这里就会引出一个新的问题，程序什么时候才会去到命名空间域中去进行搜索呢？
这里有两种可能性会去搜索命名空间域中的内容：

1.我们展开了命名空间域
2.指定访问命名空间

我们先来看第一种（展开命名空间）：

如果我们不展开的话：

#include
#include

int a = 2;

namespace hello
{
	int a = 1;
}

//展开命名空间
//using namespace hello;

int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

上面就是我们不对命名空间进行展开，上面代码中的3个变量a依然可以同时存在。

补充一点，我们C++中常用的using namespace std;展开的是std标准库中的命名空间。
现在如果我们想访问命名空间中的变量a，我们可以采用第二种方式（指定访问命名空间）：

#include
#include

int a = 2;

namespace hello
{
	int a = 1;
}

//展开命名空间
//using namespace hello;

int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", ::a);
	printf("%d\n", hello::a);
	return 0;
}

上面的代码中我们虽然没有对命名空间进行展开，但是我们指定了命名空间。
现在新的问题来了，如果我们把命名空间展开会发生什么呢？请看：

上述代码中，我们把命名空间里的内容进行展开，展开的意思就是编译时把命名空间里的内容暴露到全局，是是否会到命名空间里面去搜索，，而此时全局域中已经有一个变量a了，所以会出现上图a不明确的问题。
所以我们现在再来看namespace这个关键字发现它并不友好，它会把我们的命名空间进行展开，而我们为什么要把命名空间进行展开呢？命名空间进行展开的意义何在？

命名空间就是为了防止自己的内容与其它域发生冲突而设立的。

小结

我们虽然可以指定指定命名空间里面的内容，但是这样不是很方便，所以有些地方有些时候我们会把命名空间进行展开，一旦我们把命名空间进行展开，就可能会出现一系列问题。比如，重定义问题、某个变量不明确等等问题。所以，我们以后不要轻易使用using namespace。
现在，我们再来看开头还没有解决的问题：

我们既然无法把rand定义在全局域中，那就直接把rand定义在一个命名空间域并不对这个域进行展开就好了，请看：


所以我们利用命名空间就可以解决开头rand重定义的问题，但是这个问题C语言无法解决，而C++中的命名空间就可以解决。

命名空间中可以定义哪些内容

在命名空间中，我们可以定义很多东西，比如结构体类型、定义变量、定义函数等都是可以的。请看举例：

#include
#include

namespace hello
{
	int rand = 10;
	
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	struct Node
	{
		struct Node* next;
		int data;
	};
}

int main()
{
	return 0;
}

嵌套命名空间

命名空间是可以进行嵌套的，比如：

//嵌套命名空间
#include
#include

namespace N1
{
	int a = 0;
	int b = 1;
	int Add(int left, int right)
	{
		return left + right;
	}

	namespace N2
	{
		int a = 1;
		int c = 0;
		int d = 0;
		int Sub(int left, int right)
		{
			return left - right;
		}
	}
}

补充一点：C++中的C++库里的所有东西都会被分装在std命名空间中。stl是C++标准库的一部分，cout等都在C++标准库中。

我们如何访问嵌套命名空间呢？请看举例：

我们知道不同的域可以有同名名变量，但是同一个域不能有同名变量。我们同一个命名空间如若给非要给同样的变量，这个时候嵌套命名空间就派上用场了。
我们在平常最常见的C++代码大体是长这样的，请看：

#include
using namespace std;

int main()
{
	return 0;
}

其实这样直接展开的话会有风险，我们定义的如果跟库中的重名，就报错了。所以项目里面尽量不要去进行展开。注意，展开不一定会报错。如果是日常练习的话（代码少），就可以直接展开；那如果是项目中的话，前往不要随意对命名空间进行展开。建议直接访问指定命名空间，比如：

但是如果我们一个项目中有非常多cout的话，我们不可能要输入非常多次的std::，所以这里推荐一种非常实用的方式，请看：

这样的话，我们就不需要把整个命名空间进行展开了，我们直接把最常用的展开就可以了。

总结

命名空间的存在是为了解决C语言的一个缺陷，这个缺陷叫做命名冲突。为了解决命名冲突问题，于是C++就引入了命名空间的内容。我们对命名空间进行搜索主要有三种方式：第一：展开命名空间；第二：直接访问命名空间；第三：访问某个。（其中第二种第三种都是通过域作用限定符来进行操作的）。
同时，我们在对命名空间进行展开的时候需要格外小心，不要轻易的对命名空间进行展开。
好了，以上就是C++中命名空间的内容，算是C++中的开头。
就到这里吧，下次见喽各位，再见啦！！！