ZWeily的小品文（四）C++入門教程（3） (轉)

ZWeily的小品文（四）C++入門教程（3） (轉)[@more@]§3 Namespace std

“師傅，能不能幫我過來看看？”

一聽這個就知道，我那個“好”徒弟Young又用她那種極有“磁性”的聲音在召喚我，一定是遇到了什麼問題，搞不定了。

“別叫我師傅，這樣感覺我很老一樣，還是叫我Weily吧。”我一邊說，一邊走過去，一看，她開著一個，似乎是在寫。仔細一看，原來在最基本、最著名的那個Hello World啊，呵呵，我鼻樑上的眼鏡可不是擺設用的，我也看出問題所在了。

“有什麼問題啊？”我故意裝作什麼都不知道的樣子。

“恩……我這個程式無法執行，我也不知道錯在哪裡，編譯不透過，老是報錯，而且，我這個程式是完全按照書上打的呀，應該沒錯的呀！可是就是……”

“喔？讓我看看。”我裝模作樣地湊過去看螢幕，螢幕上的程式是這樣的：

#include 
int main( )
{
 cout < return 0;
}

Young還把一本書拿到我面前，的確，那本書上的程式和螢幕上的一模一樣。

“你看，我沒打錯吧？”Young一臉無辜的樣子，難得看到她這樣，這個表情看上去楚楚可憐，與平時調皮的Young截然不同。

“你別急，我知道了。先提醒你一點，就是別迷信權威和書本，任何人都有犯錯的時候，這是一個優秀的程式設計師應該具有的素質。這個問題麼，讓我一點點來講給你聽。你先看看報的錯是什麼錯，記住，一個優秀的程式設計師能充分利用編譯器的查錯能力，並且，能從編譯器給出的錯誤資訊裡判斷出錯誤所在，所以，要學會讀懂出錯資訊，這是我對你的最基本的要求。”

“喔！它報的錯誤是’cout’: undeclared identifier。這個我以前在學C的時候見過。就是當我的程式裡使用了一個沒有宣告過的變數的時候，就會產生這種錯誤。”

“完全正確！你已經說出了錯誤的原因了。”

“啊？可是cout應該是在頭iostream裡面已經引入我這個程式了啊，那麼就不應該沒有宣告過啊？”Young又一次陷入了迷茫。

“其實這個問題牽涉到C++裡面的一個特性，就是關於名字空間（namespace）的作用。”

“namespace？……”

“讓我們還是從你這個程式看起。cout是一個ostream，也就是一個輸出流物件。它的確在iostream中定義了。但是，它的全稱應該寫成std::cout。這個std就是一個namespace，所有標準庫裡的東西都被封裝在std這個namespace裡。所以，編譯器在這裡就不能認出cout，因為它不在全域性名字空間裡。”

“那是不是我只要把cout改成std::cout就可以了啊？”

“恩，這樣改動後就能用了。不過這個問題就像孔乙己的那個茴香豆的茴字的四種寫法一樣，這個問題的解決方法也有四種解決方法。”

“四種？那另外三種是什麼？快告訴我啊！”看來我這個比喻引起了Young的興趣。

“第一種，就是將std這個名字空間引入全域性名字空間。這個方法只要在全域性裡，也就是任何一個之外，當然，最好放放在預處理之後，任何一個函式之前，這樣，任何一個函式里都可以直接使用std這個namespace裡面的東西，就像使用全域性物件一樣。例如你這個程式，就能改成這樣。”

#include 
using namespace std; //引入std這個namespace
int main( )
{
 cout < return 0;
}

“這個程式就能透過編譯，而且其他的標準庫裡的東西，也可以像這裡的cout一樣，直接使用。”

“喔！那麼這個方法不是很方便嗎？也不容易出錯啊！”

“並不是這樣。其實這麼做了之後，std這個namespace就失去了它存在的意義了。C++裡引入namespace的目的就是為了避免汙染全域性名字空間，簡單地說，就是為了避免和減少命名衝突。一旦一個程式寫大了，就很難避免重名，特別是多人合作的情況下。過去C中的解決方法只有靠人為的注意，並且加長名字，以避免重名。這樣做會使得一些名字看上去沒有意義或者難以理解，而程式設計師在寫程式的時候，也受這個問題的限制，不能自由地命名自己使用的變數或者函式。而有了namespace就不存在這些問題了，這就是C++引入namespace這個概念所帶來的便利。當然，這也使得C++裡很多名字看上去特別長。”

“喔，原來如此！本來我還準備以後就一直這麼用呢！”

“接下來我們討論第二種解決方案。這個方案和前面一種類似，也是引入名字空間，只是，它只引入需要的一部分。就像這個程式，我們只需要cout這個物件，所以，我們只需將std中的cout引入就可以了。就像這樣。”

#include 
using std::cout;
int main( )
{
 cout < return 0;
}

“喔，原來還可以這樣啊！這樣就可以避免了全部引入所帶來的汙染名字空間的問題了。那最後一種呢？”

“最後一種解決方法更簡單，但是，我先要你注意，這個方法今天看過就算了，不用去記住它，更不要使用它。先讓我們來看看用了這個方案的程式是什麼樣子的。”

#include  //注意這個標頭檔案與前面所寫的標頭檔案的區別
int main( )
{
 cout < return 0;
}

“這個方法的程式看上去似乎最簡短啊。對了，這個標頭檔案的問題也是我一直想問你的問題。我記得原來C裡面的那些標準庫的標頭檔案都是以.h結尾的啊，為什麼C++的標準庫的標頭檔案都沒有.h啊？”

“你能注意到這點很好，說明你在看書和寫程式的時候還在用腦子思考，並且能注意到許多人往往會忽視的細節問題。其實有.h這個字尾的標頭檔案和沒有.h的標頭檔案的最大的區別也在於namespace，有.h的標頭檔案裡的元素都是暴露在全域性中的，也就是沒有std這個namespace。而沒有.h的標頭檔案中的元素都是被封裝在std這個namespace中的。其實C++標準委員會早就去掉了標準庫裡每個標頭檔案的.h字尾，只是編譯器的生產廠商為了向前相容，為了能讓在標準出臺之前的程式都能用，於是仍然提供了.h的標頭檔案。記住，這些有.h的標頭檔案都不在C++標準之內，這也是我叮囑你不要去使用它的原因。還有一點，就是原來C中的那些標準庫標頭檔案，其實也存在相應的C++版本的，它們的命名規則很簡單，就是以c開頭，後面跟上原來的檔名，但是都沒有.h這個字尾。並且，其中的元素也都被封裝在std中了。”

“喔，原來還有這麼一個淵源啊！”

“是的。C++的發展過程中有很多類似的決策和選擇，現在標準裡定義的那些東西，都是專家們經過深思熟慮後才決定的，其中很多選擇和決定都有著它的道理，這個你有興趣的話可以去看看《The Design and Evolution of C++》這本書，它能告訴你C++為什麼是現在這樣的。其實因為C++有它的一套設計思想和設計哲學，標準庫裡的東西在設計上都符合這個思想，並且都保持著高效、的原則，所以，在你的程式中儘量地使用標準庫已經提供的東西，這樣你的程式碼將更為簡短、易讀，也更為安全可靠。記住這個原則。”

“恩，我記住了，並且以後會注意的。”

“好了，今天就講這些吧，關於標準庫的其他方面，以後我還會提起的。”

“好的，謝謝師傅！”

“和你說過多少遍了啊，別叫我師傅，我連女朋友都還沒有呢，我怕越叫越老的。就像記住我和你說的那些原則一樣，記住以後叫我Weily，別叫師傅！”

“遵命！師……”

“！”

“不是啦，我沒叫你師傅，我只是說‘是’”Young還是依舊那麼調皮。

“好啦，以後注意點。繼續寫你的程式，看你的書吧。”

“好的，Weily。今天多謝你了！”

“不用客氣啦，誰叫Solmyr把你交給了我呢……”

說完，回到自己的位子上，看著桌上那杯已經涼掉了的紅茶，哎……