Przestrzenie nazw

Wstęp

Przestrzenie nazw (ang. namespace) w języku C++ pozwalają na lepszą organizację kodu. Dzięki zastosowaniu przestrzeni nazw, możemy wydzielić fragment implementacji w postaci spójnego w semantycznym znaczeniu lub przeznaczeniu bloku. Pozwala to nam między innymi na używanie funkcji, klas o tych samych nazwach, ale różnym znaczeniu i umieszczenie ich w różnych przestrzeniach nazw. Jest to także dobry sposób na upewnienie się, że tworzona przez nas biblioteka nie spowoduje konfliktu nazw, gdy zostanie użyta w innym projekcie.

Przykład 1

Rozważmy bardzo prosty, a nawet naiwny przykład. Mamy dwie funkcje, których zadaniem jest wyświetlenie komunikatu "pomocy". Jedna z nich dotyczy biblioteki, którą tworzymy do obsługi ułamków, a druga dotyczy biblioteki liczb zespolonych. Możemy oczywiście nazwać je np. helpFractions i helpComplex, ale lepiej będzie używać spójnych nazw w każdej bibliotece. Tutaj z pomocą przychodzą nam właśnie przestrzenie nazw.

#include <iostream>

namespace fractions {
    void help() {
        std::cout << "Help for fractions" << std::endl;
    }
}

namespace complex {
    void help() {
        std::cout << "Help for complex numbers" << std::endl;
    }
}

int main() {

    fractions::help();

    complex::help();

    return 0;
}

Przykład 2

Przestrzenie nazw możemy bez problemu rozbijać na wiele definicji, dzięki czemu mogą być używane w wielu plikach bez obaw o nadpisanie.

#include <iostream>

namespace messages {
  void hello() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
  }
}

namespace messages{
  void warning() { 
    std::cout << "WARNING!" << std::endl;
  }
}

int main() {

  messages::hello();
  messages::warning();

  return 0;
} 

Używanie przestrzeni nazw

Czasem chcemy korzystać z przestrzeni nazw bez podawania jej nazwy przy każdym wywołaniu. Do tego służy nam polecenie using namespace. Za pomocą tego polecenia możemy "włączyć" całą przestrzeń nazw do obecnego pliku.

Bywa jednak też tak, że nie potrzebujemy całej przestrzeni nazw, a jedynie jej fragment, np. konkretną funkcję. Wtedy możemy skorzystać z samego polecenia using.

Przyjrzyjmy się poniższym przykładom.

Przykład 1

#include <iostream>

namespace fractions {
    void help() {
        std::cout << "Help for fractions" << std::endl;
    }
}

namespace complex {
    void help() {
        std::cout << "Help for complex numbers" << std::endl;
    }
}

using namespace fractions;

int main() {

    help();

    complex::help();

    return 0;
}

W powyższej implementacji niejako "załączamy" przestrzeń nazw fractions za pomocą polecenia using namespace fractions;. Dzięki temu, aby wywołać funkcję help z przestrzeni fractions nie trzeba już podawać nazwy tej przestrzeni nazw. Zwróć uwagę na to, że przestrzeń nazw musi być wcześniej zdefiniowana.

Przykład 2

#include <iostream>

using std::cout, std::endl;

namespace fractions {
    void help() {
        cout << "Help for fractions" << endl;
    }
}

namespace complex {
    void help() {
        cout << "Help for complex numbers" << endl;
    }
}

int main() {

    fractions::help();

    complex::help();

    return 0;
}

W tym przykładnie używamy dwóch poleceń z przestrzeni std: cout i endl. Nie musimy więc załączać całej przestrzeni std, tak jak to często robimy. Wystarczą nam jej dwa składniki, które załączamy za pomocą polecenia using std::cout, std::endl.

Zagnieżdżanie

Przestrzenie nazw możemy także bez problemu zagnieżdżać. Spójrzmy na poniższy przykład.

Przykład

#include <iostream>

namespace numbers {

  namespace fractions {
      void help() {
          std::cout << "Help for fractions" << std::endl;
      }
  }

  namespace complex {
      void help() {
          std::cout << "Help for complex numbers" << std::endl;
      }
  }

}

int main() {

    numbers::fractions::help();

    numbers::complex::help();

    return 0;
}