如何在 C++ 中正确使用命名空间？

Question

我来自 Java 背景，使用包而不是名称空间。我习惯于将一起工作以形成完整对象的类放入包中，然后再从该包中重用它们。但现在我正在使用 C++。

如何在 C++ 中使用命名空间？您是为整个应用程序创建一个命名空间，还是为主要组件创建命名空间？如果是这样，您如何从其他命名空间中的类创建对象？

Answer 1

std :: cout

前缀 std:: 表示 名称 cout 和 endl 是 在命名空间内定义 命名为标准。命名空间允许 我们要避免无意的碰撞 在我们定义的名字之间 以及这些相同名称的使用 图书馆内。所有的名字 由标准库定义 位于标准命名空间中。写标准:: cout 使用范围运算符 （ :: 运算符）说我们 想使用名称 cout 定义在 命名空间标准。 将展示一种更简单的方法 从库中访问名称。

Answer 2

命名空间本质上是包。它们可以这样使用：

namespace MyNamespace
{
  class MyClass
  {
  };
}

然后在代码中：

MyNamespace::MyClass* pClass = new MyNamespace::MyClass();

或者，如果您想始终使用特定的命名空间，您可以这样做：

using namespace MyNamespace;

MyClass* pClass = new MyClass();

编辑： 按照bernhardrusch 所说，我倾向于根本不使用“使用命名空间x”语法，我通常在实例化我的对象时明确指定命名空间（即第一个示例我展示了）。

正如您所问的below，您可以使用任意数量的命名空间。

Answer 3

Vincent Robert 的评论是正确的 How do you properly use namespaces in C++?。

使用命名空间

命名空间至少用于帮助避免名称冲突。在 Java 中，这是通过“org.domain”习语强制执行的（因为假定除了他/她自己的域名之外不会使用其他任何东西）。

在 C++ 中，您可以为模块中的所有代码提供命名空间。例如，对于一个模块 MyModule.dll，您可以为其代码命名空间 MyModule。我在其他地方看到有人使用 MyCompany::MyProject::MyModule。我想这有点矫枉过正，但总而言之，这对我来说似乎是正确的。

使用“使用”

使用时应该非常小心，因为它可以有效地将一个（或所有）符号从一个命名空间导入到您当前的命名空间中。

在头文件中这样做是邪恶的，因为您的头文件会污染包括它在内的每个源（它让我想起宏......），甚至在源文件中，函数范围之外的错误样式，因为它会导入在全局范围内来自命名空间的符号。

使用“using”最安全的方法是导入选择符号：

void doSomething()
{
   using std::string ; // string is now "imported", at least,
                       // until the end of the function
   string a("Hello World!") ;
   std::cout << a << std::endl ;
}

void doSomethingElse()
{
   using namespace std ; // everything from std is now "imported", at least,
                       // until the end of the function
   string a("Hello World!") ;
   cout << a << endl ;
}

你会看到很多“使用命名空间标准；”在教程或示例代码中。原因是减少符号的数量以使阅读更容易，而不是因为这是一个好主意。

"使用命名空间标准；"被 Scott Meyers 劝阻（我不记得具体是哪本书，但如果有必要我可以找到）。

命名空间组合

命名空间不仅仅是包。另一个例子可以在 Bjarne Stroustrup 的“The C++ Programming Language”中找到。

在“特别版”的8.2.8 命名空间组合中，他描述了如何将两个命名空间 AAA 和 BBB 合并到另一个名为 CCC 的命名空间中。因此 CCC 成为 AAA 和 BBB 的别名：

namespace AAA
{
   void doSomething() ;
}

namespace BBB
{
   void doSomethingElse() ;
}

namespace CCC
{
   using namespace AAA ;
   using namespace BBB ;
}

void doSomethingAgain()
{
   CCC::doSomething() ;
   CCC::doSomethingElse() ;
}

您甚至可以从不同的命名空间导入选择符号，以构建您自己的自定义命名空间接口。我还没有找到它的实际用途，但从理论上讲，它很酷。

Answer 4

java 和 C++ 的另一个区别是，在 C++ 中，命名空间层次结构不需要匹配文件系统布局。所以我倾向于将整个可重用库放在一个命名空间中，并将库中的子系统放在子目录中：

#include "lib/module1.h"
#include "lib/module2.h"

lib::class1 *v = new lib::class1();

如果存在名称冲突的可能性，我只会将子系统放在嵌套的命名空间中。

Answer 5

另外，请注意您可以添加到命名空间。举个例子就更清楚了，我的意思是你可以拥有：

namespace MyNamespace
{
    double square(double x) { return x * x; }
}

在文件square.h 中，并且

namespace MyNamespace
{
    double cube(double x) { return x * x * x; }
}

在文件cube.h 中。这定义了一个命名空间MyNamespace（也就是说，您可以跨多个文件定义一个命名空间）。

Answer 6

@marius

是的，您可以一次使用多个命名空间，例如：

using namespace boost;   
using namespace std;  

shared_ptr<int> p(new int(1));   // shared_ptr belongs to boost   
cout << "cout belongs to std::" << endl;   // cout and endl are in std

[2 月2014 年——（真的有那么长吗？）：正如乔伊在下面指出的那样，这个特殊的例子现在是模棱两可的。 Boost 和 std:: 现在每个都有一个 shared_ptr。]

Answer 7

为了避免说一切马克英格拉姆已经说过使用命名空间的小技巧：

避免头文件中的“使用命名空间”指令 - 这将为导入此头文件的程序的所有部分打开命名空间。在实现文件（*.cpp）中，这通常不是什么大问题——尽管我更喜欢在函数级别使用“使用命名空间”指令。

我认为命名空间主要用于避免命名冲突——不一定是为了组织你的代码结构。我主要用头文件/文件结构来组织 C++ 程序。

有时在较大的 C++ 项目中使用命名空间来隐藏实现细节。

使用指令的附加说明： 有些人更喜欢仅对单个元素使用“使用”：

using std::cout;  
using std::endl;

Answer 8

不要听每个人告诉你命名空间只是命名空间。

它们很重要，因为编译器会考虑它们来应用接口原则。基本上可以举例说明：

namespace ns {

class A
{
};

void print(A a)
{
}

}

如果你想打印一个 A 对象，代码应该是这样的：

ns::A a;
print(a);

请注意，我们在调用函数时没有明确提及命名空间。这就是接口原则：C++ 将一个以类型作为参数的函数视为该类型接口的一部分，因此无需指定命名空间，因为参数已经隐含了命名空间。

现在为什么这个原则很重要？想象一下，A 类作者没有为这个类提供 print() 函数。您必须自己提供一个。由于您是一名优秀的程序员，您将在自己的命名空间或全局命名空间中定义此函数。

namespace ns {

class A
{
};

}

void print(A a)
{
}

您的代码可以开始在您想要的任何地方调用 print(a) 函数。现在想象一下，几年后，作者决定提供一个 print() 函数，比你的更好，因为他知道他的类的内部结构，并且可以制作出比你更好的版本。

然后 C++ 作者决定应该使用他的 print() 函数版本，而不是另一个命名空间中提供的函数，以尊重接口原则。并且 print() 函数的这种“升级”应该尽可能简单，这意味着您不必更改对 print() 函数的每次调用。这就是为什么在 C++ 中无需指定命名空间就可以调用“接口函数”（与类在同一命名空间中的函数）。

这就是为什么在使用 C++ 命名空间时应将其视为“接口”并牢记接口原则。

如果您想更好地解释这种行为，可以参考本书Exceptional C++ from Herb Sutter

Answer 9

我在其他答案中没有看到任何提及，所以这是我的 2 加拿大分：

关于“使用命名空间”主题，一个有用的语句是命名空间别名，允许您“重命名”命名空间，通常给它一个更短的名称。例如，而不是：

Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally::TheClassName foo;
Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally::AnotherClassName bar;

你可以写：

namespace Shorter = Some::Impossibly::Annoyingly::Long:Name::For::Namespace::Finally;
Shorter::TheClassName foo;
Shorter::AnotherClassName bar;

Answer 10

我见过的大型 C++ 项目几乎没有使用多个命名空间（例如 boost 库）。

实际上 boost 使用了大量的命名空间，通常 boost 的每个部分都有自己的命名空间用于内部工作，然后可能只将公共接口放在顶级命名空间 boost 中。

我个人认为代码库越大，命名空间就越重要，即使在单个应用程序（或库）中也是如此。在工作中，我们将应用程序的每个模块都放在自己的命名空间中。

我经常使用的命名空间的另一个用途（不是双关语）是匿名命名空间：

namespace {
  const int CONSTANT = 42;
}

这与以下基本相同：

static const int CONSTANT = 42;

但是，建议使用匿名命名空间（而不是静态命名空间）来使代码和数据仅在 C++ 的当前编译单元中可见。

Answer 11

您还可以在函数中包含“使用命名空间...”，例如：

void test(const std::string& s) {
    using namespace std;
    cout << s;
}

Answer 12

我使用 C++ 命名空间的方式与在 C#、Perl 等中使用的相同。这只是标准库内容、第三方内容和我自己的代码之间的符号语义分离。我会将自己的应用程序放在一个命名空间中，然后将可重用的库组件放在另一个命名空间中进行分离。

Answer 13

请注意，C++ 中的命名空间实际上只是一个命名空间。它们不提供包在 Java 中所做的任何封装，因此您可能不会经常使用它们。

Answer 14

在 Java 中：

package somepackage;
class SomeClass {}

在 C++ 中：

namespace somenamespace {
    class SomeClass {}
}

使用它们，Java：

import somepackage;

还有 C++：

using namespace somenamespace;

此外，Java 的全名是“somepackge.SomeClass”，C++ 的全名是“somenamespace::SomeClass”。使用这些约定，您可以像在 Java 中习惯的那样进行组织，包括为命名空间创建匹配的文件夹名称。文件夹->包和文件->类的要求并不存在，所以你可以独立地命名你的文件夹和类而不是包和命名空间。

Answer 15

我更喜欢为应用程序使用顶级命名空间，为组件使用子命名空间。

您可以使用来自其他名称空间的类的方式与 java 中的方式非常相似。 您可以使用类似于“import PACKAGE”语句的“use NAMESPACE”，例如使用标准。或者您将包指定为用“::”分隔的类的前缀，例如标准::字符串。这类似于Java中的“java.lang.String”。

Answer 16

一般来说，如果我认为可能存在与其他库的函数或类型名称冲突，我会为代码体创建命名空间。它还有助于品牌代码，ala boost::。