01【C++ 入门基础】命名空间/域

引言

通过00【C++ 入门基础】前言得知，C++是为了解决C语言在面对大型项目的局限而诞生：

C语言面对的现实工程问题（复杂性、可维护性、可扩展性、安全性）

C语言中，无论是相同文件还是不同的文件之间，都不可以出现重名的函数、变量，变量、函数和结构体的名称将都存在于全局作用域中,会出现命名冲突或名字污染等问题,
C++中的namespace关键字的出现就是针对这种问题的。

命名冲突问题:

#include<stdlib.h>
int rand = 0;
int main()
{
	return 0;
}

报错：“rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
原因：我们自定义的rand和stdlib.h库中的rand函数命名冲突了，导致编译器分不清。

命名空间是什么？

命名空间顾名思义，是隔离命名区域的一个空间，在C语言中，没有命名空间的概念，那么只能在整个全局域随便命名，伴随的便是各种变量、函数、结构体的命名冲突，在C++中，通过命名空间，隔离出一个空间，不同空间的命名互不影响，这样就解决了命名重复的问题。

定义命名空间

定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。

namespace mySpace
{
	int rand = 0;
}
namespace yourSpace
{
	int rand()
	{
		return 6;
	}
}
int main()
{
	return 0;
}

嵌套命名空间

命名空间之间还可以嵌套，做到将我们一个命令空间的区域再划分小。

namespace mySpace
{
	int rand = 0;

	namespace yourSpace
	{
		int rand()
		{
			return 6;
		}
	}
}
int main()
{
	return 0;
}

如果同一个工程中允许存在多个相同名称的命名空间怎么办?
编译器最后会将它们合成同一个命名空间。那么如果我们的同名命名空间中，又有命名冲突怎么办？
很简单，用命名空间嵌套。

namespace如何做到隔离命名的？

其实我们namespace XXX{}的方式,指定的是一个命名空间域,域（Scope）​​ 是一个核心概念，它定义了程序中标识符（如变量、函数、类名）的可见性与生命周期范围。我们目前常见的域有:

1.局部域
​范围​：整个程序文件（跨文件通过 extern 共享）。
​问题​：所有符号直接暴露，​无隔离​（C 语言的局限）。
2.全局域
​范围​：函数、循环、条件语句内部的 {} 块。
​生命周期​：变量在退出作用域时自动销毁。

C++ 的命名空间（Namespace）本质是一种特殊的域，用于解决全局作用域下的命名冲突问题。

使用命名空间

命名空间中成员该如何使用呢？

命名空间的使用有三种方式：
1.using namespace 展开命名空间
2.使用using引入命名空间中的某个成员
3.命名空间名称+作用域限定符

namespace mySpace
{
	int a = 0;
}


int main()
{
	int b = a;  //报错“a”: 未声明的标识符

	return 0;
}

命名空间就是用来解决全局作用域下的命名冲突，所以直接访问肯定不可行。

1.using namespace 展开命名空间

#include<stdio.h>
namespace mySpace
{
	int a = 0;
}

using namespace mySpace;  //展开mySpace命名空间域,相当于将我们mySpace的域和全局域"接壤"
						  //那么我们全局中就可以使用了.
int main()
{
	int b = a;

	return 0;
}

那么现在我们就大概可以知道，我们一般使用STL库（standard template library标准模板库）的时候，常写的“using namespace std;”是什么，“std”其实就是我们STL库的一个命名空间。

但是注意，直接将我们的空间展开，那么那么我们一个程序就可以存在同名的不同成员，但是这时候访问就会有二义性问题，因为编译器并不知道访问哪个，所以我们在开发大型项目的时候，还是建议我们使用的第2、3个方法。

#include<stdio.h>
namespace mySpace
{
	int a = 0;
}

using namespace mySpace;

int a = 2;
int main()
{
	printf("%d",a);  // 报错:“a”: 不明确的符号
	return 0;
}

2.使用using引入命名空间中的某个成员

#include<stdio.h>
namespace mySpace
{
	int a = 0;
	int b = 1;
}

using mySpace::a;//指定引入变量a.

int main()
{
	int c;
	c = a;       //a引入了可以正常使用.
	c = b;       //b未引入,所以报错:“b”: 未声明的标识符
	return 0;
}

我们using指定引入变量，就相当于在两个域中(全局域和命名空间域)中，开了一个特殊通道，允许我们的编译器可以单独找到这个变量。
当我们的程序中，使用到一个的函数、变量多次，那么我们就可以使用这种指定引入的方式：

#include<stdio.h>
#include<iostream>
using std::cout;
int main()
{
	cout << "a";
	cout << "a";
	cout << "a";
	cout << "a";
	cout << "a";
	cout << "a";
	cout << "a";
	return 0;
}

3.命名空间名称+作用域限定符

一般的编译器自动域搜索过程，是一个由内到外的过程，局部作用域=>再…外层的作用域=>全局作用域=>using namespace引入的命名空间域。
而我们的作用域限定符“: :”，是C++解决命名冲突的关键机制，可以让我们指定某个域访问变量：

#include<stdio.h>
namespace mySpace
{
	int a = 0;
	int b = 1;
}
int a = 1;
int main()
{
	int a = 2;
	printf("%d", a);           //由编译器自动根据作用域顺序找到
	printf("%d", ::a);         //不加命名空间名的就是指定全局域访问
	printf("%d", mySpace::a);  //指定访问mySpace中的变量
	return 0;
}

拓展

头文件include展开和命名空间域using展开完全不是同一个东西！！
域是域，库是库。

C++也可以用“.h”的头文件，但是为什么C++中的头文件没有.h?
在比较老的C++版本中，当时也没有命名空间，之后C++的更新中才有了命名空间，便把很多的东西全加入到C++库中（std命名空间中），C++标准库为了与C语言区分开来，并引入命名空间的概念，所以给后续的头文件都设计不带“.h”。
然后也把一些C语言的库，带“.h”的头文件，都重新命名，去掉“.h”，在最前面加上“c”（stdio.h头文件 => cstdio），注意，即便是现在，我们所有带“.h”的C语言头文件，也都是可以正常使用的，但是它也还是会污染命名空间，而改变之后的带“c”的头文件，内部已经全部被std命名空间封装了。

总结

1.命名空间解决的是全局变量的重名问题。
2.命名空间使用有三种方法（域作用限定符是关键）。
3.“c”式的C语言库，是经过命名空间std封装的库。

本文章为作者的笔记和心得记录，顺便进行知识分享，有任何错误请评论指点：）。