C++ 程式設計

名稱空間

名稱空間關鍵字允許您建立一個新的作用域。名稱是可選的，可以省略以建立未命名名稱空間。建立名稱空間後，您必須顯式引用它或使用using關鍵字。名稱空間由namespace塊定義。

語法

    namespace name {
    declaration-list;
    }

在許多程式語言中，名稱空間是識別符號的上下文。C++ 可以處理語言中的多個名稱空間。透過使用namespace（或using namespace關鍵字），可以提供一種乾淨的方式將程式碼聚合到一個共享的標籤下，以防止命名衝突或僅僅為了方便回憶和使用非常特定的作用域。除了“名稱空間”之外，還有其他“名稱空間”；這可能會令人困惑。

名稱空間（注意那裡的空格），正如我們將看到的，透過提供一種簡單的方法來區分正在呼叫/使用什麼，超越了作用域的概念。正如我們將看到的，類也是名稱空間，但它們不是名稱空間。

示例

namespace foo {
  int bar;
}

在此塊內，識別符號可以按其宣告的方式使用。在此塊之外，必須新增namespace說明符（即，它必須是限定的）。例如，在namespace foo之外，bar必須寫成foo::bar。

C++ 包含另一個構造，它使這種冗長性變得不必要。透過將行using namespace foo;新增到程式碼段中，不再需要字首foo::。

未命名名稱空間

沒有名稱的namespace稱為未命名名稱空間。對於這樣的namespace，將為每個翻譯單元生成一個唯一的名稱。無法將using關鍵字應用於未命名名稱空間，因此未命名名稱空間的工作方式就好像已將using關鍵字應用於它一樣。

語法

    namespace {
    declaration-list;
    }

命名空間別名

您可以為名稱空間建立新名稱（別名），包括巢狀名稱空間。

語法

   namespace identifier = namespace-specifier;

使用名稱空間

使用

using namespace std;

這使用-指令指示程式中使用的但未宣告的任何名稱都應在“標準（std）”名稱空間中查詢。

要使來自名稱空間的單個名稱可用，以下使用-宣告存在

using foo::bar;

在此宣告之後，名稱bar可以在當前名稱空間內使用，而不是更冗長的版本foo::bar。請注意，程式設計師經常互換使用術語“宣告”和“指令”，儘管它們在技術上的含義不同。

最佳實踐是使用狹義的第二種形式（使用宣告），因為廣義的第一種形式（使用指令）可能會使比所需更多的名稱可用。示例

namespace foo {
  int bar;
  double pi;
}
 
using namespace foo;
 
int* pi;
pi = &bar;  // ambiguity: pi or foo::pi?

在這種情況下，宣告using foo::bar;只會使foo::bar可用，避免了pi和foo::pi的衝突。此問題（相同名稱的變數或函式的衝突）稱為“名稱空間汙染”，原則上應儘可能避免。

使用-宣告可以出現在許多不同的位置。其中包括

• 名稱空間（包括預設名稱空間）
• 函式

一個使用-宣告使名稱（或名稱空間）在宣告的作用域內可用。示例

namespace foo {
  namespace bar {
   double pi;
  }

  using bar::pi;
  // bar::pi can be abbreviated as pi
}
 
// here, pi is no longer an abbreviation. Instead, foo::bar::pi must be used.

名稱空間是分層的。在假設的名稱空間food::fruit中，識別符號orange引用food::fruit::orange（如果存在），否則引用food::orange（如果存在）。如果兩者都不存在，orange則引用預設名稱空間中的識別符號。

未在名稱空間中顯式宣告的程式碼被認為在預設名稱空間中。

名稱空間的另一個屬性是它們是開放的。一旦聲明瞭名稱空間，就可以重新宣告（重新開啟）它，並且可以新增名稱空間成員。示例

namespace foo {
  int bar;
}
 
// ...
 
namespace foo {
  double pi;
}

名稱空間最常用於避免命名衝突。儘管在最近的 C++ 程式碼中廣泛使用了名稱空間，但大多數舊程式碼未使用此功能。例如，整個標準庫是在名稱空間std中定義的，在該語言的早期標準中，在預設名稱空間中。

對於較長的名稱空間名稱，可以定義較短的別名（名稱空間別名宣告）。示例

namespace ultra_cool_library_for_image_processing_version_1_0 {
  int foo;
}
 
namespace improc1 = ultra_cool_library_for_image_processing_version_1_0;
// from here, the above foo can be accessed as improc1::foo

存在一個特殊的名稱空間：未命名名稱空間。此名稱空間用於特定原始檔或其他名稱空間私有的名稱

namespace {
  int some_private_variable;
}
// can use some_private_variable here

在周圍的作用域中，可以訪問未命名名稱空間的成員，而無需限定，即無需使用名稱空間名稱和::（因為名稱空間沒有名稱）。如果周圍的作用域是名稱空間，則可以將成員視為並訪問為其成員。但是，如果周圍的作用域是檔案，則無法從任何其他原始檔訪問成員，因為無法將檔案命名為作用域。未命名名稱空間宣告在語義上等效於以下構造

namespace $$$ {
  // ...
}
using namespace $$$;

其中$$$是由編譯器生成的唯一識別符號。

您可以將未命名名稱空間巢狀在普通名稱空間中，反之亦然，您也可以巢狀兩個未命名的名稱空間。

namespace {

  namespace {
    // ok
  }

}

由於空間限制，我們實際上無法顯示名稱空間命令的正確使用方法：它需要一個非常大的程式才能顯示其有效工作。但是，我們可以輕鬆地說明其概念本身。

// Namespaces Program, an example to illustrate the use of namespaces
#include <iostream>

namespace first {
  int first1;
  int x;
}

namespace second {
  int second1;
  int x;
}

namespace first {
  int first2;
}

int main(){
  //first1 = 1;
  first::first1 = 1;
  using namespace first;
  first1 = 1;
  x = 1;
  second::x = 1;
  using namespace second;

  //x = 1;
  first::x = 1;
  second::x = 1;
  first2 = 1;

  //cout << 'X';
  std::cout << 'X';
  using namespace std;
  cout << 'X';
  return 0;
}

我們將從程式的開頭向下移動到程式的末尾檢查程式碼，依次檢查程式碼片段。

#include <iostream>

這僅包含iostream庫，以便我們可以使用std::cout將內容列印到螢幕上。

namespace first {
  int first1;
  int x;
}

namespace second {
  int second1;
  int x;
}

namespace first {
  int first2;
}

我們建立一個名為first的名稱空間，並在其中新增兩個變數first1和x。然後我們關閉它。然後我們建立一個名為second的新名稱空間，並在其中放入兩個變數：second1和x。然後我們重新開啟名稱空間 first，並在其中新增另一個名為first2的變數。可以像這樣多次重新開啟名稱空間，以新增額外的名稱。

  main(){
1  //first1 = 1;
2  first::first1 = 1;

主程式的第一行被註釋掉了，因為它會導致錯誤。為了訪問第一個名稱空間中的名稱，我們必須在變數名稱前加上其名稱空間的名稱和兩個冒號；因此，主程式的第二行不是語法錯誤。變數的名稱在作用域內：它只需要以這種特殊的方式被引用，然後才能在此處使用。因此，這將全域性名稱列表分割成組，每組都有自己的字首名稱。

3  using namespace first;
4  first1 = 1;
5  x = 1;
6  second::x = 1;

主程式的第三行引入了using namespace命令。此命令將第一個名稱空間中的所有名稱拉入作用域。然後可以從那裡以通常的方式使用它們。因此，程式的第四行和第五行可以編譯而不會出錯。特別是，變數x現在可用：為了訪問第二個名稱空間中的另一個變數x，我們將它稱為second::x，如第六行所示。因此，這兩個名為x的變數可以分別引用，就像它們在第五行和第六行一樣。

7  using namespace second;
8  //x = 1;
9  first::x = 1;
10 second::x = 1;

然後我們再次使用using namespace命令將名稱空間名為second中的宣告拉入。下一行被註釋掉了，因為它現在是一個錯誤（而之前是正確的）。由於這兩個名稱空間都已被引入全域性名稱列表，因此變數x現在變得不明確，並且需要僅以第九行和第十行所示的限定方式進行討論。

11 first2 = 1;

主程式的第十一行表明，即使first2是在名稱空間名為first的單獨部分中宣告的，它與名稱空間 first中的其他變數具有相同的狀態。可以根據需要多次重新開啟名稱空間。當然，作用域的通常規則適用：在同一個名稱空間中兩次宣告相同的名稱是非法的。

12 //cout << 'X';
13 std::cout << 'X';
14 using namespace std;
15 cout << 'X';
}

計算機中有一組特殊的檔案中定義了一個名稱空間。它的名稱是std，所有系統提供的名稱，例如cout，都在該名稱空間中的一系列不同檔案中宣告：這是一個非常大的名稱空間。請注意，程式最頂部的#include語句並沒有完全引入名稱空間：名稱在那裡，但仍然必須以限定形式引用。第十二行必須被註釋掉，因為目前系統提供的名稱（如cout）不可用，除非以限定形式std::cout，如第十三行所示。因此，我們需要像第十四行這樣的行：寫入該行後，所有系統提供的名稱都可用，如程式的最後一行所示。此時，我們已將三個名稱空間的名稱合併到程式中。

如示例程式所示，根據需要引入所需的宣告，並排除不需要的宣告，並且可以使用帶雙冒號的限定形式以受控的方式引入它們。這為大型程式提供了所需的更好的名稱控制。在上面的示例中，我們只使用了變數的名稱。但是，名稱空間也同樣根據需要控制過程和類的名稱。