库和命名空间之间的关系是什么？

Question

刚开始拼贴，我是编程界的新手。因此，当我学习 C++ 时，我遇到了一个问题，这个问题不会让我成为：“如果我已经有了 iostream，为什么我需要在我的代码中包含“using namespace std”以便能够写入或读取？” ，因为有人告诉我“cin/cout”已经在 iostream 库中定义，但我注意到如果我单独编写其中一行，它会出现编译错误。因此，iostream 和“std”命名空间之间的关系是什么......有人可以解释一下吗？谢谢！ <3

Answer 1

#include 与使用

简单来说：

#include <iostream> // include the header

int main() {
    // now you can use stuff declared in that header
    std::cout << "Hello world" << std::endl;

    // if you are lazy you can "use" things:
    using std::cout;
    using std::endl;
    cout << "Hello World" << endl;
}

你不必写using namespace std;！适合这样做的情况非常罕见，而真正造成巨大伤害的情况却如此频繁，因此您可以记住一条经验法则：永远不要使用它！有关详细信息，请参见此处：Why is “using namespace std;” considered bad practice?。重要的是要认识到完全限定名称 std::cout 和不完全限定名称 cout 之间的区别不仅仅是输入或多或少 5 个字符（继续阅读...） .

库与命名空间

What's the relation between libraries and namespaces?

标准库将所有内容都放在 std 命名空间中。命名空间有助于保持事物的分离。不同的库可以包含 other_namespace::vector 并且不会与 std::vector 混淆，因为我们有名称空间。

非常酷的东西

使用命名空间的一个更深层次的原因是 Argument Dependent Lookup。我将尝试用一个简单的例子来解释。假设您正在使用一个带有某些函数模板的库，该函数模板使用您必须提供的类型 objects 执行某些操作：

namespace library {
    template<typename T>
    void do_something(T& a,T& b){
        std::cout << "wrong...\n";
        std::swap(a,b);    // (1) 
        std::cout << "correct\n";
        using std::swap;   
        swap(a,b);         // (2)
    }
}

我拿了两个 objects 并交换了两次。你必须耐心等待我理解为什么 (1) 是错误的而只有 (2) 是正确的。现在我们有一个库函数模板，要使用它我们需要一些类型 T:

namespace A {
    struct foo{};
    void swap(foo& a,foo& b) {
        std::cout << "A::swap" << "\n";
    }
}

想象一下foo是这样的，我们知道比std::swap到swap更好的实例。其实foo是空的，所以要swap两个objects我们什么都不做。

让我们回顾一下：标准库附带了 std::swap。有人写了一个我们要用的库（叫library）。我们希望库代码调用 A::swap 而不是 std::swap。库作者甚至不知道 A::swap 存在。

加上上面的A和library，这个代码

int main() {
    A::foo a,b;
    library::do_something(a,b);
}

将打印：

wrong...
correct
A::swap

Live Example。发生了什么？这一行：

std::swap(a,b);    // (1)

调用 std::swap，毫无疑问。不是我们想要的。我们希望库代码调用我们的 A::swap.

现在这个：

using std::swap;   
swap(a,b);         // (2)

第一行将名称swap 从std 拉入函数范围。在第二行中，ADL 终于启动了，因为它说的是 swap 而不是 std::swap。 ADL 简而言之是：a 和 b 来自命名空间 A，因此当编译器搜索所有可能的 swap 时，它也会在 A 中搜索。如果它在 A 中找到一个，那么它会调用它（如果它在 A 中没有找到一个，那么 swap 仍然来自 std）。因此只有 (2) 调用我们的自定义交换。

这仅适用于名称空间。 “很酷的东西”是库作者不需要知道任何关于您的命名空间的信息，但他们的库代码仍然会从您的命名空间调用您的函数（如果它存在）。

我应该注意，并非所有代码都是通用库代码。通常，您想编写代码，了解每个细节中发生的情况，您想知道调用了哪些函数。通常您不希望您的代码根据包含或不包含特定的 header 而表现不同。因此，许多代码最好使用完全合格的函数调用：std::foo.

结论

我希望我能让你相信命名空间不仅仅是输入或多或少的一些字符。 using namespace std; 懒惰完全忽略了名称空间的要点。另一方面，通过 using std::foo; foo(); 将名称拉入范围是完全正常并启用 ADL。

Answer 2

iostream 是一个库。这是有人为您编写的代码，因此您不必这样做。通过添加 #include <iostream>，您告诉预处理器粘贴该代码。但是此代码提供的函数和结构的名称可能会干扰其他名称。但这不是问题，因为您可以通过将它们放在 命名空间 中来将它们分开，STL（上游是其中的一部分）使用 std（简称标准，发音为 'stood'）。当某些东西在命名空间中时，您必须命名该命名空间才能访问其中的内容。即 std::cout。但有时您不希望每次要从 STL 访问某些内容时都必须编写 std::。这就是 using namespace std 为您所做的。这样，您只需键入 cout。但这是一个very bad idea!

Answer 3

库和命名空间按照约定相关联。

按照惯例，库提供给 programmer-user 的符号包含在命名空间中。这样可以组织事物，并且有一些更高级别的语言功能 (ADL)，这意味着命名空间中的代码与外部代码的行为不同。

当你键入 using namespace std; 时，你告诉编译器“当你运行进入一个符号时，还要查看 std 以确定你是否可以确定它是什么”。在“文件”范围内执行此操作通常是一个非常非常糟糕的主意；在一个简短的函数中完成它是可行的，但超过这个可能会导致非常棘手的错误。

与 namespace std 交互的标准、专业方式是在您的符号前加上命名空间：

std::cout << "Hello world\n";

而不是

using namespace std;
cout << "Hello world\n";

绝对不会：

using namespace std;
int main() {
  cout << "Hello world\n";
}

您还可以获取单个符号，这没有导入整个命名空间那么糟糕：

using std::cout;
cout << "Hello world\n";

但也应避免出现在“文件”范围内。

#include <iostream>

这包括系统搜索路径中名为 iostream 的 头文件 。 iostream 是标准库的一部分。按照惯例（和 C++ 标准），iostream 为您的程序提供的符号位于 namespace std.

中

通过将符号放在名称空间中，可以避免与您的代码 发生冲突。 std 中有很多很多符号，如果 #include <iostream> 将一些未知数量的符号推入您的全局命名空间，您很容易出错或以意想不到的方式调用错误的函数。

std::cout 和 using namespace std; cout 和 using std::cout 都是告诉编译器在什么命名空间中找到符号 cout.

的方法

#include <iostream> 在 namespace std 中包含 cout；没有它，您的代码就不知道它的存在。

C++从C发展而来，C有textual包含模型。 #include 实际上是把文件 iostream 和 copy/pastes 的内容放到你的文件中。然后您的编译器读取该扩展文件并在 <iostream>.

中找到符号

因为这个文本包含可能会推 LOT 的东西，将它隔离到 namespace 可以防止你，程序员出现问题。

最近，C++ 添加了模块。模块是 #include 指令的替代方法，因为它直接从库中获取符号并将其注入您的代码 而无需大量复制粘贴 .

在模块中，命名空间仍然没有直接连接到模块。你可以

import std;

或

import std.iostream;

这只会将仍在 namespace std 中的 std 库符号导入您的代码。（C++标准添加了模块，但还没有模块化std库，所以上面的名字都是猜测）

符号查找与符号导入没有直接关系。

这样可以大块地完成符号导入，同时更仔细地进行查找。

Answer 4

Libraries

图书馆有部分代码 pre-written 可以为您提供功能。可以是 functions/overloaded 运算符等形式

有两种类型的库：

标准库，例如#include <iostream> 并且库的名称在尖括号中。
用户 defined/made 例如#include "randomLib.h" 库名用双引号括起来。

Namespaces

当您的项目需要多个库时。两者都可能包含多个具有相同名称的方法（函数定义），或者单个库可能使用相同的函数名称但在不同的命名空间中。命名空间用于消除编译器和用户的混淆或歧义。

假设 lib 1 有 namespace abc{ foo(); } 而 lib 2 有 namespace def{ foo(); }

因此，您将为所需的功能执行 abc::foo() 或 def::foo()。这里 abc/def 是 namespace，:: 称为作用域解析运算符，foo() 是您调用的方法。

库和命名空间之间的关系是什么？

What's the relation between libraries and namespaces?

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iostream

namespaces

input

output