前言

在C語言中，命名沖突通常發(fā)生在不同的作用域中使用了相同的標(biāo)識(shí)符:

1. 全局變量和局部變量同名： 如果在全局作用域和局部作用域中都定義了同名的變量，那么在局部作用域中，全局變量會(huì)被局部變量遮蔽。

   int globalVar; // 全局變量void someFunction() {int globalVar = 10; // 局部變量，遮蔽了全局變量
   }
   

2. 函數(shù)參數(shù)和局部變量同名： 如果在函數(shù)參數(shù)列表中定義了一個(gè)參數(shù)，然后在函數(shù)體中又定義了一個(gè)同名的局部變量，那么參數(shù)會(huì)被局部變量遮蔽。

   void someFunction(int localVar) {int localVar = 20; // 局部變量，遮蔽了函數(shù)參數(shù)
   }
   

3. 宏定義和變量名沖突： 如果使用#define定義了一個(gè)宏，而這個(gè)宏的名字和某個(gè)變量名相同，那么在宏展開時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致命名沖突。

   #define MAX 100 // 宏定義int MAX; // 變量定義，與宏定義沖突
   

4. 不同文件中的全局變量同名： 如果在不同的源文件中定義了同名的全局變量，并且這些文件被編譯到同一個(gè)程序中，那么鏈接時(shí)可能會(huì)發(fā)生命名沖突。

   // file1.c
   int globalVar;// file2.c
   int globalVar;
   

5. 結(jié)構(gòu)體和變量名沖突： 如果在同一個(gè)作用域中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體和一個(gè)同名的變量，那么結(jié)構(gòu)體的名稱會(huì)被變量名遮蔽。

   struct MyStruct {int a;
   };struct MyStruct myVar; // 變量名，遮蔽了結(jié)構(gòu)體名struct MyStruct *ptr; // 錯(cuò)誤：這里會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)镸yStruct被遮蔽了
   

6. typedef和變量名沖突： 如果使用typedef定義了一個(gè)類型，而這個(gè)類型的名字和某個(gè)變量名相同，那么在定義變量時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致命名沖突。

   typedef int MyInt;MyInt myVar; // 變量定義int MyInt; // 錯(cuò)誤：這里會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)镸yInt被遮蔽了
   

為了解決這一問題，Cpp添加了一個(gè)特性，namespace，命名空間，也有稱作名字空間，通過namespace的特性來減少對(duì)變量名的污染。

命名空間

把一個(gè)全局命名空間分成多個(gè)可管理的小空間。關(guān)鍵字namespace，如同class、struct、enum和union一樣，把它們的成員的命名放到了不同的空間中去，與其他的關(guān)鍵字目的不同的是，namespace唯一一的目的是產(chǎn)生一個(gè)新的命名空間。

創(chuàng)建一個(gè)命名空間

創(chuàng)建一個(gè)命名空間與創(chuàng)建一個(gè)類非常相似：

// C10:MyLib.cpp
namespace MyLib {// Declarations
}
int main() {}

這就產(chǎn)生了一個(gè)新的命名空間，其中包含了各種聲明。然而，namespace與class、struct、union和enum有明顯的區(qū)別：

• namespace只能在全局范圍內(nèi)定義，但它們之間可以互相嵌套。
• 在namespace定義的結(jié)尾，右花括號(hào)的后面不必跟一個(gè)分號(hào)。
• 一個(gè)namespace可以在多個(gè)頭文件中用一個(gè)標(biāo)識(shí)符來定義，就好像重復(fù)定義一個(gè)類一樣。

// C10:Header1.h
#ifndef HEADER1_H
#define HEADER1_H
namespace MyLib {extern int x;void f();
}
#endif // HEADER1_H

// C10:Header2.h
#ifndef HEADER2_H
#define HEADER2_H
#include "Header1.h"
// Add more names to MyLib
namespace MyLib { // NOT a redefinition!extern int y;void g();
}
#endif // HEADER2_H

// C10:Continuation.cpp
#include "Header2.h"
int main() {}

• 一個(gè)namespace的命名可以用另一個(gè)命名來作它的別名，這樣就不必敲那些開發(fā)商提供的冗長(zhǎng)的命名了。

// C10:BobsSuperDuperLibrary.cpp
namespace BobsSuperDuperLibrary {class Widget { /*...*/ };class Poppit { /*...*/ };//...
}
// Too much to type! I'll alias it:
namespace Bcb = BobsSuperDuperLibrary;
int main() {}

未命名的命名空間

每個(gè)翻譯單元都可包含一個(gè)未命名的命名空間——可以不用標(biāo)識(shí)符而只用“namespace”再加一個(gè)命名空間。

// C10:UnnamedNamespaces.cpp
namespace {class Arm { /*...*/ };class Leg { /*...*/ };class Head { /*...*/ };class Robot {Arm arm[4];Leg leg[16];Head head[3];//...};
}
int main() {}

在這個(gè)空間中的命名自動(dòng)地在翻譯單元內(nèi)無限制地有效。但要確保每個(gè)翻譯單元只有一個(gè)未命名的命名空間。如果把一個(gè)局部命名放在一個(gè)未命名的命名空間中，不需要加上static說明就可以讓它們作內(nèi)部連接。

友元

可以在一個(gè)命名空間的類定義之內(nèi)插入（inject）一個(gè)友元（friend）聲明：

// C10:FriendInjection.cpp
namespace Me {class Us {//...friend void you();};
}
int main() {}

這樣函數(shù)you()就成了命名空間Me的一個(gè)成員。

使用命名空間

在一個(gè)命名空間中引用一個(gè)命名可以采取三種方法：第一種方法是用作用域運(yùn)算符，第二種方法是用using指令把所有命名引入到命名空間中，第三種方法是用using聲明一次性引用命名。

作用域解析

命名空間中的任何命名都可以用作用域運(yùn)算法則明確地指定，就像引用一個(gè)類中的命名一樣，學(xué)過java的人員也會(huì)想到一個(gè)包package的概念，namespace也像package一樣，但：

1. Java 的 package 與文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，而 C++ 的 namespace 則不強(qiáng)制要求與文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)。
2. 訪問控制：Java 的 package 通過訪問修飾符和 package 聲明來控制訪問權(quán)限，而 C# 和 C++ 的 namespace 主要用于組織代碼，訪問控制由訪問修飾符決定。

// C10:ScopeResolution.cpp
namespace X {class Y {static int i;public:void f();};class Z {void func();public:int X::Y::i = 9;class X::Z {int u, v, w;public:Z(int i);int g();};int X::Z::g() { return u = v = w = 0; }void X::func() {Z a(1);a.g();}}int main() {}
}

注意定義X::Y::i就像引用一個(gè)類Y的數(shù)據(jù)成員一樣容易，Y如同被嵌套在類X中而不像是被嵌套在命名空間X中。

到目前為止，命名空間看上去很像類。

使用指令

用using關(guān)鍵字可以讓我們立即進(jìn)入整個(gè)命名空間，擺脫輸入一個(gè)命名空間中完整標(biāo)識(shí)符的麻煩。這種using和namespace關(guān)鍵字的搭配使用稱為使用指令（using directive）。using關(guān)鍵字聲明了一個(gè)命名空間中的所有命名是在當(dāng)前范圍內(nèi)，所以可以很方便地使用這些未限定的命名。如果以一個(gè)簡(jiǎn)單的命名空間開始：

// C10:NamespaceInt.h
#ifndef NAMESPACEINT_H
#define NAMESPACEINT_H
namespace Int {enum sign { positive, negative };class Integer {int i;sign s;public:Integer(int ii = 0) : i(ii), s(i >= 0? positive : negative) {}sign sign() const { return s; }};
}
#endif // NAMESPACEINT_H

// C10:NamespaceOverriding1.cpp
#include "NamespaceMath.h"
int main() {using namespace Math;Integer a; // Hides Math::aa.setSign(negative);// Now scope resolution is necessary// to select Math::a:Math::a.setSign(positive);
}

如果有第二個(gè)命名空間，它包含命名空間Math的某些命名：

// C10:NamespaceOverriding2.cpp
#ifndef NAMESPACEOVERRIDING2_H
#define NAMESPACEOVERRIDING2_H
#include "NamespaceInt.h"
namespace Calculation {using namespace Int;Integer divide(Integer, Integer);
}
#endif // NAMESPACEOVERRIDING2_H

因?yàn)檫@個(gè)命名空間也是用using指令來引入的，這樣就可能產(chǎn)生沖突。不過，這種二義性出現(xiàn)在命名的使用時(shí)，而不是在using指令使用時(shí)。

// C10:OverridingAmbiguity.cpp
#include "NamespaceMath.h"
#include "NamespaceOverriding2.h"
void s() {using namespace Math;using namespace Calculation;// Everything's ok until:// divide(1, 2); // Ambiguity
}
int main() {}

這樣，即使永遠(yuǎn)不產(chǎn)生歧義性，使用using指令引入帶命名沖突的命名空間也是可能的。

使用聲明

可以用使用聲明（using declaration）一次性引入到當(dāng)前范圍內(nèi)。這種方法不像using指令那樣把那些命名當(dāng)成當(dāng)前范圍的全局名來看待，using聲明是在當(dāng)前范圍之內(nèi)進(jìn)行的一個(gè)聲明，這就意味著在這個(gè)范圍內(nèi)它可以不顧來自u(píng)sing指令的命名。

// C10:UsingDeclaration.h
#ifndef USINGDECLARATION_H
#define USINGDECLARATION_H
namespace U {inline void f() {}inline void g() {}
}
namespace V {inline void f() {}inline void g() {}
}
namespace V {inline void f() {}inline void g() {}
}
#endif // USINGDECLARATION_H

// C10:UsingDeclaration1.cpp
#include "UsingDeclaration.h"
void h() {using namespace U; // Directiveusing V::f; // Declarationf(); // Calls V::f();U::f(); // Must fully qualify to call
}

// C10:UsingDeclaration2.cpp
#include "UsingDeclaration.h"
void m() {using namespace Q;f(); // Calls U::f();g(); // Calls V::g();
}
int main() {}

一個(gè)using聲明是一個(gè)別名，它允許在不同的命名空間聲明同樣的函數(shù)。如果不想由于引入不同命名空間而導(dǎo)致重復(fù)定義一個(gè)函數(shù)時(shí)，可以使用using聲明，它不會(huì)引起任何二義性和重復(fù)。

命名空間的使用

上面所介紹的一些規(guī)則剛開始時(shí)也許會(huì)使我們感到氣餒，特別是當(dāng)我們知道將來一直使用它們會(huì)有什么感覺時(shí)，尤其如此。一般說來，只要真正理解了它們的工作機(jī)理，使用它們也會(huì)變得非常簡(jiǎn)單。需要記住的關(guān)鍵問題是當(dāng)引入一個(gè)全局using指令時(shí)（可以在任何范圍之外通過使用namespace），就已經(jīng)為那個(gè)文件打開了該命名空間。對(duì)于一個(gè)實(shí)現(xiàn)文件（一個(gè).cpp文件）來說，這通常是一個(gè)好方法，因?yàn)橹挥性谠撐募幾g結(jié)束時(shí)，using指令才會(huì)起作用。也就是說，它不會(huì)影響任何其他的文件，所以可以每次在一個(gè)實(shí)現(xiàn)文件中調(diào)整對(duì)命名空間的控制。 例如，如果發(fā)現(xiàn)由于在一個(gè)特定的實(shí)現(xiàn)文件中使用太多的using指令而產(chǎn)生命名沖突，就要對(duì)該文件做簡(jiǎn)單的改變，以致使用明確的限定或者using聲明來消除命名沖突，這樣不用修改其他的實(shí)現(xiàn)文件。

頭文件的情況與此不同。不要把一個(gè)全局的using指令引入到一個(gè)頭文件中，因?yàn)槟菍⒁馕吨@個(gè)頭文件的任何其他頭文件也會(huì)打開這個(gè)命名空間（頭文件可以被另一個(gè)頭文件包含）。

所以，在頭文件中，最好使用明確的限定或者被限定在一定范圍內(nèi)的using指令和using聲明。在本專欄中將討論這種用法，通過這種方法，就不會(huì)“污染”全局命名空間和退到C++的命名空間引入前的世界。

小結(jié)

雖然命名可以嵌套在類中，但全局函數(shù)、全局變量以及類的命名還是在同一個(gè)全局命名空間中。雖然static關(guān)鍵字可以使變量和函數(shù)進(jìn)行內(nèi)部連接（使它們文件靜態(tài)，從而做到一定的控制。但在一個(gè)大項(xiàng)目中，如果對(duì)全局的命名空間缺乏控制就會(huì)引起很多問題。為了解決這些問題，開發(fā)商常常使用冗長(zhǎng)、難懂的命名，以使沖突減少，但這樣我們不得不一個(gè)一個(gè)地敲這些命名（typedef常常用來簡(jiǎn)化這些命名）,namespace的要求也就應(yīng)運(yùn)而生，它可以使我們的變量名稱和函數(shù)名稱變得更短，雖然不一定清晰，但是可以在一定程度上減少?zèng)_突。利用using 指令的時(shí)候，我們要考慮是否會(huì)對(duì)該變量名稱是否會(huì)對(duì)后續(xù)的程序產(chǎn)生一定的影響，畢竟using指令是全局作用產(chǎn)生的，如果會(huì)對(duì)后續(xù)程序產(chǎn)生影響，我們就用作用域解析，這時(shí)候就像一個(gè)類一樣，雖然說稍稍麻煩了一些，但是我們還是可以解決命名沖突的問題————畢竟這就是namespace這一特性存在的原因。