C/C++中的名字空间与作用域示例详解

前言

本文主要给大家介绍了关于C/C++中名字空间与作用域的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

C语言中有名字空间这个概念吗?

提到名字空间(或者可能更普遍的叫法,命名空间),很可能先想到的是C++,甚至是C#。C中没有名字空间吧?一开始我也是这样认为的,直到我看了C primer plus这本书,才直到C语言中其实也有名字空间的概念!而为什么我们更熟悉C++中的名字空间呢?可能是因为我们一些C++程序,不过知不知道为什么,总是要加上一句using namespace std;吧。其实C语言中也是有名字空间的概念的,只不过C语言中不能自定义名字空间,而C++中,我们可以定义自己的名字空间。

C语言中的名字空间和作用域

在网上看过很多资料,很多人都认为名字空间是作用域的一个补充,认为名字空间是为了区分同一作用域下相同的标识符,解释的也有一定道理。但是我在C primer plus中理解的是作用域是对名字空间的一个补充。我是这样理解的:名字空间之间是相互独立的,但是作用域之间却有包含的关系,比如说一个全局变量和一个函数内部的局部变量,全局变量的作用域是文件作用域,而局部变量的作用域是块作用域,但是在函数内部全局变量就消失了吗?没有呀,我们依然可以访问全局变量,只不过当局部变量和全局变量同名时,全局变量被隐藏了而已。可能有点糊涂,没关系,往下看。

C语言中有4中名字空间

C语言中的四种名字空间分别为:

1、 所有的标签(label)都属于同一个命名空间。

2、 struct、union和enum的名称,在C99中称之为tag,所有的tag属于同一个命名空间。

也就是说,如果你已经声明struct  A { int a }; 就不能再声明 union A { int a };

说明:之所以让所有的tag组成一个命名空间,由于tag前面总是带struct、union和enum关键字,所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。

3、 struct和union的成员位于它们各自struct或union命名空间下,相互独立互不影响,并且可以形成递归的命名空间(如struct中在定义struct)。

例如:如果你已经声明 struct A { int a };其成员的名称为a,你仍然可以声明 struct B { int a}; 或者 union B { int a };

说明:之所以让struct和union成员各自成为一个命名空间,是因为它们的成员访问时,需要通过"."或"->"运算符,而不会单独使用,所以编译器可以将它们与其他的标识符区分开。由于枚举类型enum的成员可以单独使用,所以枚举类型的成员不在这一名称空间类。

4、 其他所有的标识符,属于同一个命名空间。包括变量名、函数、函数参数,宏定义、typedef的类型名、enum的成员等等。

C语言中有4种作用域

C语言中四种作用域为:

1、块作用域

块作用域作用域整个大括号中,比如一个函数中的局部变量就具有块作用域。还要注意,函数头中的形式参数也是块作用域,它的作用范围也是整个函数体

2、文件作用域

文件作用域也叫全局作用域,作用范围是整个文件。全局作用域有链接属性一说,分为内部链接属性(静态链接属性)和外部链接属性。当全局变量被static修饰的时候,有内部链接属性,也就是作用域为本.c文件,在其他.c文件中是不可见的。而当全局变量被extern修饰的时候(也是默认的情况,如果不写,就默认extern),有外部链接属性,也就是不仅作用域本.c文件,也作用域其他.c文件。之所以叫链接属性,是因为C语言的编译单元为一个.c文件,也就是说,如果在不同的.c文件中含有同名的全局变量,在编译的时候是不会发现错误的,因为不同的.c文件时分别编译的,编译时期是相互独立的。但是在链接阶段就会报错。

3、函数作用域

注意和块作用域相互区分,函数体中的局部变量具有块作用域,而不是函数作用域。所谓函数作用有,只针对“标号”。什么意思呢?我们知道C语言有个goto语句(当然由于goto语句使程序的逻辑混乱,所以C++中摒弃了goto语句),那么我们要goto到什么地方呢?这个地方是用一个叫“标号”的东西表示的。比如我们用goto语句实现一个循环。

int i,sum=0;

i=1;

loop: if(i<=100)

{

  sum=sum+i;

  i++;

  goto loop;

}

其中loop就是标号,他的作用域叫函数作用域,在函数内部有效。

4、函数原型作用域

函数原型作用域就是在函数原型声明时,形参的作用域。

比如 void fun(int a,int b);

其中a和b的作用域就是函数原型作用域,作用域小括号内部。注意和函数定义时,形参的作用域相区别,定义时,函数形参的作用域是块作用域,在函数体内有效。

同一名字空间中的同一个作用域中,名字(标识符)只能唯一

直接看例子吧,来的比较直接一些。

#include <stdio.h>

int fun = 10;

void fun()

{

  printf("hahaha\n");

}

int main()

{

  return 0;

}

结果:编译时出错!

原因就是 全局变量fun和函数fun有着相同的名字空间,都是位于第4种名字空间中,而且两者的作用域都是文件作用域,同一名字空间和同一作用域中是不能够有相同的标识符的。

再来看一个例子:

#include <stdio.h>

struct fun{

  int a;

  int b;

};

void fun()

{

  printf("hahaha\n");

}

int main()

{

  return 0;

}

结果:通过编译,没有问题。

这是因为,虽然struct fun和函数fun有着相同的作用域,都是文件作用域,但是有着不同的名字空间,struct fun属于第二种名字空间,而函数fun属于第四种名字空间。

在看一个例子:

#include <stdio.h>

struct fun{

   int a;

   int b;

};

void fun()

{

   printf("hahaha\n");

}

int main()

{

   struct fun fun;

   fun.a = 10;

   fun.b = 20;

   return 0;

}

结果:编译通过

我们来看 struct fun fun;这个语句,两个fun并不冲突,因为他们有着不同的名字空间。第一个fun位于第二种名字空间中,而第二个fun位于第三种名字空间中,所以不冲突。

再来看一个例子:

#include <stdio.h>

struct fun{

   int a;

   int b;

};

enum fun{

   A,

   B,

   C

};

int main()

{

   return 0;

}

结果:编译错误

原因:struct funenum fun中的fun有着相同的名字空间,都是位于第二种名字空间中,而且他们的作用域都是文件作用域,所以一样啦。

再来看一个例子:

#include <stdio.h>

int a = 10;

int b = 20;

int main()

{

   int b = 30;

   a = 50;

   printf("a = %d,b = %d\n",a,b);

   return 0;

}

结果:通过编译,没有问题

原因,变量loop和标号loop位于不同的名字空间,变量loop位于第四种名字空间,而标号loop位于第一种名字空间。

最后再看一个例子:

#include <stdio.h>

int a = 10;

int b = 20;

int main()

{

   int b = 30;

   a = 50;

   printf("a = %d,b = %d\n",a,b);

   return 0;

}

结果,编译通过:且输出为:

原因 虽然全局变量和局部变量位于同一个名字空间中,都是位于第4中名字空间中,但是全局变量b的作用域为文件作用域,而局部变量b的作用域为块作用域,作用域小的b会将作用域大的b隐藏掉。

其实这就是我认为,作用域是名字空间的一个补充,的原因。

两个b有着同样的名字空间,但是有着大小不同的作用域,实际上文件作用域的作用范围是包含块作用域的作用范围的,这也是为什么在函数内部依然可以访问全局变量a的原因。作用域实际上是包含的关系,小的作用域会将大的作用域隐藏掉。但是名字空间之间却是相互独立的,这一点在C++中,自定义名字空间时,会体会的更深刻。

再次表明一下我的观点,我认为,作用域是对名字空间的一个补充,当在同一个名字空间中,用作用域来描述名字(也就是标识符)的可见性,小的作用域会隐藏大的作用域。

下面说说C++中的名字空间。

首先,C++中继承了C语言中的名字空间,也就是那四类名字空间在C++中依然适用。需要说明的是,类的名字,位于第二种名字空间中,类中的成员的名字位于第三种名字空间中,这一点和struct、enum等类似。

C++中允许我们自定义名字空间,自定义的方法就是适用namespace关键字。

先考虑这样一个问题:

一个工程中有多个.c文件,其中一个.c文件让柯南完成,另外一个.c文件让小兰完成。这两个人心有灵犀,都定义了一个叫conan的全局变量,这个时候当工程链接的时候就会报错。原因是两个conan有同样的名字空间,都是位于第4种名字空间中,也有着同样的作用域,都是文件作用域,于是这两个conan就冲突了。

怎么解决呢?

前面提到过,只有同一个名字空间中同一作用域下,相同的名字才会冲突。所以要解决冲突无非就是修改名字空间或者作用域。首先说修改作用域,前面提到过,文件作用域的标识符有一个链接属性,static修饰的,的作用域仅仅限于本.c文件,而extern(或者默认情况下)作用域是所有.c文件,所以我们可以个其中一个conan加上static修饰,这样就改变了作用域,就不会冲突了,但是问题是,我们既然定义成全局变量,通常情况下,我们都希望它有外部链接属性。我们之所以定义成全局变量,很可能就是为了让其他.c文件使用。所以static虽然解决了冲突,但是没有达到我们的目的。那么我们只能够用另一种方法解决冲突了,就是修改名字空间,这在C语言中是不可行的,因为C语言中就那4中名字空间。但是在C++中是可行的,因为C++可以自定义名字空间。

于是柯南将他的int conan;写成了:

namespace nan

{

  int conan;

}

小兰将他的int conan;写成了:

namespace lan

{

  int conan;

}

这样柯南的conan就在名字空间nan中了,而小兰conan就在名字空间lan中了,就不冲突了。

但是需要注意,在其他文件中引用时,需要带上名字空间名比如,lan.conan;

至于namespace的详细用法,以及using namespace的使用,就不写了,大家看书就好。

最后提一下C语言中怎样解决命名冲突。

C语言中怎样解决命名冲突呢?C语言并不支持自定义名字空间,所以解决命名冲突貌似只能是:1、 如果可能的话用static修饰(有些情况是不能能用static修饰的,比如提供给外部使用的函数)2、在命名上下功夫,比如使用前缀,比如libnids库中的所有函数都是nids_开头的。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我们的支持。

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