為什么需要命名空間（問(wèn)題提出）

命名空間是ANSIC++引入的可以由用戶命名的作用域，用來(lái)處理程序中 常見(jiàn)的同名沖突。

在 C語(yǔ)言中定義了3個(gè)層次的作用域，即文件(編譯單元)、函數(shù)和復(fù)合語(yǔ)句。C++又引入了類作用域，類是出現(xiàn)在文件內(nèi)的。 ?在不同的作用域中可以定義相同名字的變量，互不于擾，系統(tǒng)能夠區(qū)別它們。

1、全局變量的作用域是整個(gè)程序，在同一作用域中不應(yīng)有兩個(gè)或多個(gè)同名的實(shí)體(enuty)，包括變量、函數(shù)和類等。

例：如果在文件中定義了兩個(gè)類，在這兩個(gè)類中可以有同名的函數(shù)。在引用時(shí)，為了區(qū)別，應(yīng)該加上類名作為限定：

class A//聲明A類

{public：

void funl()；//聲明A類中的funl函數(shù)

private：

int i；}；

void A::funl()//定義A類中的funl函數(shù)

{…………}

class B//聲明B類

{public：

void funl()；//B類中也有funl函數(shù)

void fun2()；}；

void B::funl()//定義B類中的funl函數(shù)

{ …………}這樣不會(huì)發(fā)生混淆。

在文件中可以定義全局變量(global variable)，它的作用域是整個(gè)程序。

如果在文件A中定義了一個(gè)變量aint a=3；

在文件B中可以再定義一個(gè)變量aint a=5;

在分別對(duì)文件A和文件B進(jìn)行編譯時(shí)不會(huì)有問(wèn)題。但是，如果一個(gè)程序包括文件A和文件B，那么在進(jìn)行連接時(shí)，會(huì)報(bào)告出錯(cuò)，因?yàn)樵谕粋€(gè)程序中有兩個(gè)同名的變量，認(rèn)為是對(duì)變量的重復(fù)定義。

可以通過(guò)extern聲明同一程序中的兩個(gè)文件中的同名變量是同一個(gè)變量。如果在文件B中有以下聲明：

extem int a；

表示文件B中的變量a是在其他文件中已定義的變量。由于有此聲明，在程序編譯和連接后，文件A的變量a的作用域擴(kuò)展到了文件B。如果在文件B中不再對(duì) ? a賦值，則在文件B中用以下語(yǔ)句輸出的是文件A中變量a的值： cout<<a；//得到a的值為3

2、程序中就會(huì)出現(xiàn)名字沖突

在簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)中，只要人們小心注意，可以爭(zhēng)取不發(fā)生錯(cuò)誤。但是，一個(gè)大型的應(yīng)用軟件，往往不是由一個(gè)人獨(dú)立完成的，而是由若干人合作完成的，不同的人分別完成不同的部分，最后組合成一個(gè)完整的程序。假如不同的人分別定義了類，放在不同的頭文件中，在主文件(包含主函數(shù)的文件)需要用這些類時(shí)，就用#include命令行將這些頭文件包含進(jìn)來(lái)。由于各頭文件是由不同的人設(shè)計(jì)的，有可能在不同的頭文件中用了相同的名字來(lái)命名所定義的類或函數(shù)。

例4 名字沖突

程序員甲在頭文件headerl．h中定義了類 Student和函數(shù)fun。

// 例4中的頭文件header1(頭文件1，沒(méi)其文件名為cc8-4-h1.h)

#include

#include

using namespace std;

class Student//聲明Student類

{public:

Student(int n,string nam,int a)

{num=n;name=nam;age=a;}

void get_data();

private:

int num;

string name;

int age; };

void Student::get_data()//成員函數(shù)定義

{ cout<<num<<" "<<name<<" "<<age<<endl; }

double fun(double a,double b)//定義全局函數(shù)(即外部函數(shù))

{ return sqrt(a+b);}

在 main函數(shù)所在的文件中包含頭文件headerl.h：

#include

using namespace std;

#include "header1.h"http://注意要用雙引號(hào)，因?yàn)槲募话闶欠旁谟糜脩裟夸浿械?/p>

int main()

{Student stud1(101,"Wang",18);//定義類對(duì)象studl

stud1.get_data();

cout<<fun(5,3)<<endl;

return 0; }

程序 能正常運(yùn)行，輸出為

101 Wang 18

2.82843

如果程序員乙寫(xiě)了頭文件header2．h，在其中除了定義其他類以外，還定義了類Student和函數(shù)fun，但其內(nèi)容與頭文件headerl．h中的 Student和函數(shù)fun有所不同。

// 例4中的頭文件header2

#include

#include

using namespace std;

class Student//聲明Student類

{ public:

Student(int n,string nam,char s)//參數(shù)與headerl中的student不同

{ num=n;name=nam;sex=s;}

void get_data();

private:

int num;

string name;

char sex; };//此項(xiàng)與headerl不同

void Student::get_data()//成員函數(shù)定義

{ cout<<num<<" "<<name<<" "<<sex<<endl; }

double fun(double a,double b)//定義全局函數(shù)

{ return sqrt(a-b);}//返回值與headerl中的fun函數(shù)不同

//頭文件2中可能還有其他內(nèi)容

假如主程序員在其程序中要用到headerl．h中的Student和函數(shù)fun，因而在程序中包含了頭文件headerl．h，同時(shí)要用到頭文件 header2．h中的一些內(nèi)容(但對(duì)header2．h中包含與headerl.h中的Student類和fun函數(shù)同名而內(nèi)容不同的類和函數(shù)并不知情，因?yàn)樵谝粋€(gè)頭文件中往往包含許多不同的信息，而使用者往往只關(guān)心自己所需要的部分，而不注意其他內(nèi)容)，因而在程序中又包含了頭文件 header2．h。如果主文件(包含主函數(shù)的文件)如下：

#include

using namespace std;

#include "header1.h"http://包含頭文件l

#include "header2.h"http://包含頭文件2

int main()

{ Student stud1(101,"Wang",18);

stud1.get_data();

cout<<fun(5,3)<<endl;

return 0; }

這時(shí)程序編譯就會(huì)出錯(cuò)。因?yàn)樵陬A(yù)編譯后，頭文件中的內(nèi)容取代了對(duì)應(yīng)的#include命令行，這樣就在同一個(gè)程序文件中出現(xiàn)了兩個(gè)Student類和兩個(gè) fun 函數(shù)，顯然是重復(fù)定義，這就是名字沖突，即在同一個(gè)作用域中有兩個(gè)或多個(gè)同名的實(shí)體。

3、全局命名空間污染(global namespace pollution)。

在程序中還往往需要引用一些庫(kù)(包括C++編譯系統(tǒng)提供的庫(kù)、由軟件開(kāi)發(fā)商提供的庫(kù)或者用戶自己開(kāi)發(fā)的庫(kù))，為此需要包含有關(guān)的頭文件。如果在這些庫(kù)中包含有與程序的全局實(shí)體同名的實(shí)體，或者不同的庫(kù)中有相同的實(shí)體名，則在編譯時(shí)就會(huì)出現(xiàn)名字沖突。

為了避免這類問(wèn)題的出現(xiàn)，人們提出了許多方法，例如：將實(shí)體的名字寫(xiě)得長(zhǎng)—些(包含十幾個(gè)或幾十個(gè)字母和字符)；把名字起得特殊一些，包括一些特殊的字符；由編譯系統(tǒng)提供的內(nèi)部全局標(biāo)識(shí)符都用下劃線作為前綴，如_complex()，以避免與用戶命名的實(shí)體同名；由軟件開(kāi)發(fā)商提供的實(shí)體的名字用特定的字符作為前綴。但是這樣的效果并不理想，而且增加了閱讀程序的難度，可讀性降低了。

C語(yǔ)言和早期的C++語(yǔ)言沒(méi)有提供有效的機(jī)制來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，沒(méi)有使庫(kù)的提供者能夠建立自己的命名空間的工具。人們希望ANSI C++標(biāo)準(zhǔn)能夠解決這個(gè)問(wèn)題，提供—種機(jī)制、一種工具，使由庫(kù)的設(shè)計(jì)者命名的全局標(biāo)識(shí)符能夠和程序的全局實(shí)體名以及其他庫(kù)的全局標(biāo)識(shí)符區(qū)別開(kāi)來(lái)。

什么是命名空間（解決方案）

命名空間：實(shí)際上就是一個(gè)由程序設(shè)計(jì)者命名的內(nèi)存區(qū)域，程序設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要指定一些有名字的空間域，把一些全局實(shí)體分別放在各個(gè)命名空間中，從而與其他全局實(shí)體分隔開(kāi)來(lái)。

如：namespace ns1//指定命名中間nsl

{ int a；

double b; }

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