C++中使用namespace与作用域

C++中namespace的使用

概述

	C++中使用namespace定义作用域，所有变量都有作用域，以往C中定义一个变量，
	主要取决于定义的位置及修饰（如static），这样定义的作用域应用灵活度不高。
	C++兼容以往的做法，但更推荐使用namespace来定义作用域。
	且部分原来的C语法在C++已经被取消(如使用static定义局部静态变量已经被C++取消了，使用未命名空间取代)，
	以下就针对namespace的相关语法和使用做详细分析。
	本文主要参考：C++ primer

namespace定义

namespace test{		//关键字namesapce + 名字
	class test_data {/* */}; 	//类
	int n = 1;					//变量(及初始化)
    extern float fExtVal;		//外部域声明
    int fn1(int x);				//函数(及定义)
    template <> struct hash;	//模版
    namspace other_name;	//其他名空间
}//这个地方不要；
//名空间定义包括两部分：关键字namespace和名字，名字后面是{},包括声明和定义。
//名空间包含的内容主要包括如上.

名空间实质

1：名空间最基本的作用还是定义作用域
2：名空间中的每个名字都必须表示该空间的唯一实体，
不同名空间作用域不同，所以可以使用同名成员。
3：名空间中成员可以被名空间中其他成员直接访问
4；名空间可以不连续，如namespace test{},如test存在，就是添加新成员，
如不存在，就是定义一个新的名空间，这样就可以将名空间独立接口和具体实现组成一个名空间。

名空间的使用注意细节

1：不用把#include放在名空间中，因为这会把头文件中的所有名字定义为该名空间内部成员。
2：程序中某些实体只能定义一次：非内联函数，静态数据成员，变量等
3：全局命名空间：以隐式方式声明，且所有程序有存在，名字被隐式添加到全局命名空间中，
因为全局作用域是隐式的，所以使用这样的形式 ::member_name

嵌套名空间

namespace test{
    namespace test-1{
        class cTest1{/* */};
        int a;
    }
    namespace test-2{
        class cTest1{/* */};
        class cTest3 : public cTest1 {/* */};
        //.....
    }
}
//如上，test分隔为两个，内层名空间隐藏外层名空间同名成员，如上的cTest1，
//嵌套的名空间只能使用内层的名字，外层的名空间要访问，必须添加名字限定符，如：test:test-1:cTest1

内联名空间

//不同处：内联名空间名字可直接被外层名空间直接使用，无需前缀
//文件intest.h
inline namespace InTestName{	//inline必须在名空间第一次出现的地方定义，后续可以不用
}
....
namespace InTestName{ 	//隐式内联
    class Quary{};
    //
}    
//文件comtest.h
namespace ComTestName{	//非内联空间
    class Quary{};
    class other{};
    //
}
//现假设一个名空间Maintest拥有两个
namespace Maintest{
    #include "intest.h"
    #include "comtest.h"
}
//因为InTestName是内联的，可以Maintest:Quary直接访问InTestName的成员，
//而如果访问ComTestName，必须要：Maintest:ComTestName:Quary

未命名空间

// namespace后没有名字，直接{}
// 拥有静态生命周期
// 可以在一个文件中不连续，但不能跨文件
// 成员可以直接使用(因为不知道名空间没有名字)，也不能用作用域运算符
int i;
namespace{
    int i;	//二义性
}
// 也可以嵌套
namespace local{
    namespace{
        int i;
    }
}
//这是可以的，直接方位i就是全局的，要名空间的方式： local:i = 123;

名空间的声明与指示using

//using declaration(声明)：语句一次引入名空间的一个成员，可以出现在全局/局部作用域，
//名空间作用域及类作用域，类作用域中，只能指向基类成员。
//using directive(指示)：一个名空间，可出现全局/局部作用域和名空间，但不能在类作用域，
//使得某个特定名空间所有名字可见，之后就无需添加前缀了。
//using指示具备将名空间提升到包含名空间本身和using指示的最近的作用域的能力
namespace A{
    int i,j;
}
void f()
{
    using namespace A;	//把A的名空间注入到全局作用域中
    cout << i*j << endl;
}
//另外一个示例
namespace ntest{
    int i=1,j=10,k=100;
}
int j = 20;
void main()
{
    using namespace ntest;
    ++i;	//ntest::i设定为2；
    ++j;	//二义性，是全局的，还是ntest不明确
    ++::j;	//全局的，::j = 21
    ++ntest::j;	//
    int k=200;	//
    ++k;		//
}
//综上，使用using指示可能导致二义性错误，此类错误在使用冲突名字才发现，这是延后检测，
//意味着可能在特定库使用很久后才爆发冲突。
//故使用using申明效果更好，当日，using指示也不是无用，在名空间本身的实现文件中，使用using还是非常好的

成员查找顺序

/*当使用某个名字时，查找顺序如下：
1：首先在该成员中查找
2：其次在类中查找(包括基类)
3：最后在外层作用域中查找(可能就是外层名空间)
事例如下：*/
namespace A{
    int i;
    int k;
    class c1{
        public:
        	c1():i(0),j(0){};		//正确初始化c1类成员i,j
        	int f1() {return k;};	//返回A:k
        	int f2() {return h;};	//错误:h未定义
        	int f3();
        private:
        	int i;	//隐藏了A::i
        	int j;
    };
    int h = i;	//用A::i初始化
}
int A:c1:f3() {return h;} //正确，发回A::h
/*综上.成员的查找顺序如下：
 1:类中查找
 2：向上查找作用域
 3：名字必须先声明，后使用
 4：限定A:c1:f3()查找顺序：先查找函数f3作用域，之后查外层空间C1作用域，
 最后查A作用域以及包含f3定义的作用域
*/

成员查找范围

std::string s;
std::cin >> s;
//以上的>>实际对应操作符: operate>>(std::cin, s) , 此处是如何调用到了呢
/*
1:隐藏规则有个重要例外：给函数传递一个类类型兑现时，除常规作用域查找外，还会查找实参所属名空间
2:针对1分析，调用operate时，首先当前作用域查找该函数，没找到，之后在参数所属的std和string的空间查找，
最后就找到string里面的operate函数。
3:针对1，2，要使用非成员函数时，有3种方式：
	1：using std::operate>>;			//先声明后使用
	2：std::operate>>(std::cin,s);	//显示指定
	3: operate>>(std::cin, s);		//隐式指定，靠参数cin和s的名空间内的接口			
*/

随意重载的隐患

/* 如果代码中定义了一个标准库接口，在调用这个接口的时候，可能会：
1：基于重载规则，决定执行的版本
2：执行本地定义的，不执行标准库
*/
//应用和标准库的冲突大部分是无意的，如move接口，因此，最好使用带限定语的完整版本，如：
std::move // 而不是move

候选函数集

//上述，通过函数的实参所属的名空间，可以找到该函数名空间。这对于确定函数候选集有影响，
//我们将在每个实参类(及实参的基类)所属的名空间搜索候选函数，
//这个空间的所有与被调用函数同名的函数都添加到候选集中，如下例
namespace NS{
    class ctest{/* */};
    void display(const ctest& ) {/* */};
}
class test_item : public NS::ctest {/* */};
int main()
{
    test_item item;
    display(item);
    return 0;
}
//如上，display函数从哪里来呢？
//首先查找本地(main函数内及本文件)，之后实参查item，item属于test_item，item就从test_item及
//基类中查找，同时，NS中的声明的display也添加到候选集中。

重载与using

//using声明，声明的是一个名字，不是一个特定函数，如下：
/*
	using NS::print(int);	//错误，不能指定参数
	using NS::print;		//ok，using只是声明个名字
*/ //当书写声明时，所有版本的函数都引入了当前作用域，故库作者如果选择性发布部分同名函数接口，
//可能导致外部调用异常(外部调用一个未显式提供的接口，结果也能用了)
//注意：如果using引入的函数和已有的同名且形参一样，using将引发错误

//using指示，将名空间成员提升到外层作用域中
namespace lib_us{
    extern void print(int);
    extern void print(double);
}
//普通声明
void print(const std::string &);
using namespace lib_us;	//此时print的候选集包括了如上的3个print

void foo(int a)
{
    print("test ok !!");//调用print(const std::string &)
    print(a);	//调用print(int)
}
//注意：如果此时namespace中的print版本和外部一样，并不出错，使用时指定名空间还是当前作用域就可以

跨越多个namespace函数集

//如果使用多个using指示，则每个名空间的名字都成为候选函数集的一部分，如：
namespace aa{
    int print(int);
}
namespace bb{
    double print(double);
}
using namespace aa;
using namespace bb;
long double print(long double);
int main()
{
	print(1);	//调用aa:print
    print(1.1);	//调用bb:print
    return 1;
}