一文带你初识C++和命名空间

1. 初识C++

C语言是结构化和模块化的语言，适合处理较小规模的程序。对于复杂的问题，规模较大的程序，需要高度的抽象和建模时，C语言则不合适。为了解决软件危机， 20世纪80年代， 计算机界提出了OOP(objectoriented programming：面向对象)思想，支持面向对象的程序设计语言应运而生。所以我们经常说到C++是面向对象的语言，而C语言是面向过程的语言。

1982年，Bjarne Stroustrup博士在C语言的基础上引入并扩充了面向对象的概念，发明了一种新的程序语言。为了表达该语言与C语言的渊源关系，命名为C++。因此：C++是基于C语言而产生的，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行面向对象的程序设计。

请大家记住C++诞生的时间(1982年)以及发明C++的大佬 —— “本贾尼”！

2. C++的发展阶段

作为了解就好，但是也要知道我们现在是在用C++版本是多少。

C++还在不断地向后发展。但是现在公司主流的是用的还是C++98和C++11，等大家以后工作时可以慢慢钻研C++的新特性，现在这需要我们熟练的掌握C++98和C++11这两个标准即可。

我们现在学习阶段大都接触到的也就是这两种标准(C++11和C++98)。

2. 命名空间

2.1 为什么要有命名空间？

请大家看一下下面的代码：

#include<stdio.h>

int rand = 0;
int main()
{
	int rand = 10;
	printf("%d\n",rand);
	return 0;
}

上面的代码会不会报错？相信掌握C语言语法的读者就会说，上面的代码是可以正常编译通过的。没错，上面的代码的确是没有任何问题的。

那如果我将上述的代码做了一点改变，代码还能正常编译过去吗？

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int rand = 0;
int main()
{
	int rand = 10;
	printf("%d\n",rand);
	return 0;
}

如果你们自己去测试的话，显然会出现编译错误。

这是什么原因呢？
编译器说rand重定义，而且错误是我们在引用stdlib.h的头文件之后才出现的。到这里我们就意识到了有个rand的变量名或者时函数名，而我们知道一个.c/.cpp的源文件在编译阶段的预处理阶段会把头文件的内容给展开，所以就会出现rand重定义了。

这个问题在C语言上只能是要你改变这个变量名了。C++就能够解决这个问题，即使你不更改变量名，编译器也不会报错，这个C++的利器就是命名空间

为了让大家对命名空间的这个新事物引起更高的重视，我来给大家举个生活中实际例子：

比如现在有一个互联网公司，这个公司最近准备研发一个项目，老板就把项目就分配给了一个小组，而小组里面有两人小明和小刚负责分别负责这个项目的两个模块。他们两个写啊写啊，终于有一天他们俩将各自写的项目都提交了上去，编译一下却出现错误，经过检查发现他们两个项目的变量名有很多是重叠了，这个会出现命名冲突的问题。如果他们是用C语言来写的话，那必定有一方得是改变变量命名，那两个人肯定都不愿意改的。如果用C++的命名空间的话，就可以完美避开这个问题了。

好了，在讲完命名空间的重要性之后，我们就得认识一下命名空间的用法以及底层的原理！

2.2 命名空间的语法

namespace 命名空间名
{
	内容
}

下面我来一遍做展示，一遍拓展：

• 这个是我们进行正常的命名空间定义：

namespace test
{
	int rand = 10;
	int Add(int x, int y)
	{
		return x+y;
	}

	struct Node
	{
		int data;
		struct Node* next;
	}
}

🍉我们不仅可以在命名空间定义并初始化变量，还可以进行对函数的定义，结构体的定义等。

• 命名空间可以嵌套：

namespace N1
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
 	{
     	return left + right;
 	}
	namespace N2
 	{
     	int c;
     	int d;
     	int Sub(int left, int right)
     	{
     	    return left - right;
     	}
 	}
}

🍉可以看到我们中命名空间去嵌套另一个命名空间。

• 同一个工程中允许不同的文件出现名称相同的命名空间，但是最后编译器会将不同文件相同名称的命名空间给合并到一起：

//这个是test.h文件里面的命名空间
namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
 	{
    	 return left * right;
	}
}

//这个是test.cpp文件里面的命名空间
namespace N1
{
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
	 {
	     return left + right;
	 }
	namespace N2
	{
	     int c;
 	     int d;
	     int Sub(int left, int right)
     	{
         	return left - right;
     	}
 	}
}

经过编译器的编译之后，最后的合并的结果就是：

namespace N1
{
	int Mul(int left, int right)
 	{
    	 return left * right;
	}
	int a;
	int b;
	int Add(int left, int right)
	 {
	     return left + right;
	 }
	namespace N2
	{
	     int c;
 	     int d;
	     int Sub(int left, int right)
     	{
         	return left - right;
     	}
 	}
}

2.3 命名空间的原理

提到命名空间，我们就不得不提另一个概念"域"。

想必大家或多或少都会在C语言中听过"作用域"(全局域、局部域)这个名词。这个就是"域"中的一种，在C++中还有命名空间域、类域等等。而我们现在说讲的命名空间，它的实质就是一种命名空间域。

那可能有的读者会问，"域"是个什么东西？
那我们可以先从我们熟悉的入手，全局域和局部域。我们都知道在给全局变量和局部变量去相同的变量名时，程序是不会报错的，这个就是"域"的作用。我们可以把"域"想象成一面墙，被这面的墙隔开的事物互不干扰，你干你的事，我刚我的事。
讲到这里，我相信你已经对命名空间域已经有感觉了。我们也可以把命名空间域看作是一面墙，将局部域与全局域给隔开了。在这个域里面有自己独自维护的变量。

🍉所以我们可以总结一下：命名空间是解决全局变量与头文件的命名冲突问题，或者是解决同一个工程项目中不同模块之间的命名冲突问题。

2.4 使用命名空间的三种方式

我们讲解了命名空间的原理，那命名空间里面的成员我们该怎么引用呢？比如：

namespace test
{
 	// 命名空间中可以定义变量/函数/类型
 	int a = 0;
	 int b = 1;
 	int Add(int left, int right)
 	{
 		return left + right;
 	}
 	struct Node
 	{
 		struct Node* next;
 		int val;
 	};
}

int main()
{
 	// 编译报错：error C2065: “a”: 未声明的标识符
 	printf("%d\n", a);
	return 0;
}

2.4.1 加命名空间名称及作用域限定符( :: )

int main()
{
 	printf("%d\n", test::a);
	return 0;
}

2.4.2 使用using关键字将命名空间中某个成员 引入

using  test::b;
int main()
{
 	printf("%d\n", test::a);
 	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

这种方式建议使用！！！

2.4.3 使用using namespace 命名空间名 引入

using  namespace test;
int main()
{
 	printf("%d\n", test::a);
 	printf("%d\n", b);
 	Add(10,20);
	return 0;
}

🍉注意：使用这个方法时是有风险的(这个命名空间里面有着和全局变量一样的变量名)，所以我们在平时进行练习或比赛的时候使用即可。

3. 简单了解C++的输入和输出

我们再学一门新的语言时，往往会都会干一件事，就是在屏幕上输出"Hello World"。

所以这里我们就简单认识一下C++的输入和输出。

#include<iostream>
// std是C++标准库的命名空间名，C++将标准库的定义实现都放到这个命名空间中
using namespace std;
int main()
{
	cout<<"Hello world!!!"<<endl;
	return 0;
}

说明：
1. 使用cout标准输出对象(控制台)和cin标准输入对象(键盘)时，必须包含< iostream >头文件以及按命名空间使用方法使用std。
2. cout和cin是全局的流对象，endl是特殊的C++符号，表示换行输出，他们都包含在包含< iostream >头文件中。
3. <<是流插入运算符，>>是流提取运算符。
4. 使用C++输入输出更方便，不需要像printf/scanf输入输出时那样，需要手动控制格式。
C++的输入输出可以自动识别变量类型。
5. 实际上cout和cin分别是ostream和istream类型的对象，>>和<<也涉及运算符重载等知识，这些知识我们我们后续才会学习，所以我们这里只是简单学习他们的使用。

注意：早期标准库将所有功能在全局域中实现，声明在.h后缀的头文件中，使用时只需包含对应头文件即可，后来将其实现在std命名空间下，为了和C头文件区分，也为了正确使用命名空间，规定C++头文件不带.h；旧编译器(vc 6.0)中还支持<iostream.h>格式，后续编译器已不支持，因此推荐使用+std的方式。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a = 10;
   double b = 3.1415;
   char c = 'l';
     
   // 可以自动识别变量的类型
   cin>>a;
   cin>>b>>c;
     
   cout<<a<<endl;
   cout<<b<<" "<<c<<endl;
   return 0;
}

🍉最后在声明一点,std命名空间的使用惯例：
std是C++标准库的命名空间，如何展开std使用更合理呢？

在日常练习中，建议直接using namespace std即可，这样就很方便。

using namespace std展开，标准库就全部暴露出来了，如果我们定义跟库重名的类型/对象/函数，就存在冲突问题。该问题在日常练习中很少出现，但是项目开发中代码较多、规模大，就很容易出现。所以建议在项目开发中使用，像std::cout这样使用时指定命名空间 + using std::cout展开常用的库对象/类型等方式。

总结 

到此这篇关于C++和命名空间的文章就介绍到这了,更多相关C++和命名空间内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！