"using namespace" 究竟是做什么的？

Question

以下 C++ 测试代码没有 link（gcc 4.9.2，binutils 2.25）。错误是 In function 'main': undefined reference to 'X::test'.

01: #include <string>
02: #include <iostream>
03:
04: namespace X
05: {
06:     extern std::string test;
07: };
08:
09: using namespace X;
10: std::string test = "Test";
11:
12: int main()
13: {
14:    std::cout << X::test << std::endl;
15: }

因为第 09 行，我期望第 10 行定义第 06 行声明的 X::test 变量。我相信在全局命名空间中声明和定义了一个不相关的 test 变量，因此 linking 错误。

问题：谁能解释一下为什么我的预期不正确，到底发生了什么？

不是答案：

我可以 link 将第 10 行更改为 std::string X::test = "Test";。
我不应该使用 "using namespace" 开头。

Answer 1

using namespace 意味着您使用来自您指定的命名空间的定义，但这并不意味着您定义的所有内容都在您使用的命名空间中定义。

这种行为的逻辑非常简单。假设我们有以下示例：

namespace X
{
    extern string test;
};

namespace Y
{
    extern string test;
};

using namespace X;
using namespace Y;

string test = "value";

按照您的示例逻辑，编译器将不知道应该在哪个命名空间中定义 test，因此您必须显式声明命名空间。在现实生活中，它是在 global 命名空间中定义的。

在您的特定情况下，您在 X 命名空间之外定义 test 变量，它被声明为 extern。链接器查找 X::test 的定义但未找到，因此您会看到此错误。

Answer 2

指令 using namespace X; 使命名空间 X 中的名称在包含该指令的命名空间内可见。也就是说，在该范围内查找名称 n 时，可以找到 X::n。但是，仅当编译器需要查找它时才会查找它。

在您的示例中，此声明：

std::string test = "Test";

在全局命名空间内按原样非常有意义。名称 test 只是简单介绍，与任何其他声明一样。无需到处查找。

这将是一锅完全不同的鱼：

namespace X
{
  struct C
  {
    static std::string test;
  };
}

using namespace X;
std::string C::test = "Test";

在这段代码中，编译器需要知道C是什么来理解C::test的定义。因此，它会查找 C，这确实找到了 X::C，这要归功于 using 指令。

Answer 3

这里是命名空间 X 中变量 test 的声明。

04: namespace X
05: {
06:     extern std::string test;
07: };

这不是变量的定义。必须先定义变量，然后才能使用它来获取其值。

如果你初始化变量，你可以使这个声明也成为一个定义。例如

04: namespace X
05: {
06:     extern std::string test = "Test";
07: };

在这种情况下，代码将编译成功。

在此声明中

14:    std::cout << X::test << std::endl;

可以访问限定名称 X::test。编译器在变量中指定的命名空间 X 中搜索此名称并找到声明。现在它需要获取变量的值，但无法找到它的定义。

在此声明中

10: std::string test = "Test";

在全局命名空间中声明和定义了变量 test，因为它是在任何明确指定的命名空间之外声明的。

你可以写

10: std::string X::test = "Test";
                ^^^^^^^

而不是

10: std::string test = "Test";

如果要定义在命名空间X中声明的变量。

至于using指令则在使用该指令的命名空间中引入指定命名空间中声明的名称。

例如如果使用不合格的名字写test

14:    std::cout << test << std::endl;
                    ^^^^^

那么会出现歧义，因为这个名字可以引用名字X::test和::test，因为using指令。

"using namespace" 究竟是做什么的？

What does "using namespace" do exactly?

c++

scope

namespaces

using-directives

forward-declaration