2.7. Использование пространства имен

Предположим, что мы хотим предоставить в общее пользование наш класс Array, разработанный в предыдущих примерах. Однако не мы одни занимались этой проблемой; возможно, кем-то где-то, скажем, в одном из подразделений компании Intel был создан одноименный класс. Из-за того что имена этих классов совпадают, потенциальные пользователи не могут задействовать оба класса одновременно, они должны выбрать один из них. Эта проблема решается добавлением к имени класса некоторой строки, идентифицирующей его разработчиков, скажем,

class Cplusplus_Primer_Third_Edition_Array { ... };

Конечно, это тоже не гарантирует уникальность имени, но с большой вероятностью избавит пользователя от данной проблемы. Как, однако, неудобно пользоваться столь длинными именами!

Стандарт С++ предлагает для решения проблемы совпадения имен механизм, называемый пространством имен. Каждый производитель программного обеспечения может заключить свои классы, функции и другие объекты в свое собственное пространство имен. Вот как выглядит, например, объявление нашего класса Array:

namespace Cplusplus_Primer_3E {

template <class elemType> class Array { ... };

}

Ключевое слово namespace задает пространство имен, определяющее видимость нашего класса и названное в данном случае Cplusplus_Primer_3E. Предположим, что у нас есть классы от других разработчиков, помещенные в другие пространства имен:

namespace IBM_Canada_Laboratory {

template <class elemType> class Array { ... };

class Matrix { ... };

}

namespace Disney_Feature_Animation {

class Point { ... };

template <class elemType> class Array { ... };

}

По умолчанию в программе видны объекты, объявленные без явного указания пространства имен; они относятся к глобальному пространству имен. Для того чтобы обратиться к объекту из другого пространства, нужно использовать его квалифицированное имя, которое состоит из идентификатора пространства имен и идентификатора объекта, разделенных оператором разрешения области видимости (::). Вот как выглядят обращения к объектам приведенных выше примеров:

Cplusplus_Primer_3E::Array<string> text;

IBM_Canada_Laboratory::Matrix mat;

Disney_Feature_Animation::Point origin(5000,5000);

Для удобства использования можно назначать псевдонимы пространствам имен. Псевдоним выбирают коротким и легким для запоминания. Например:

// псевдонимы

namespace LIB = IBM_Canada_Laboratory;

namespace DFA = Disney_Feature_Animation;

int main()

{

LIB::Array<int> ia(1024);

}

Псевдонимы употребляются и для того, чтобы скрыть использование пространств имен. Заменив псевдоним, мы можем сменить набор задействованных функций и классов, причем во всем остальном код программы останется таким же. Исправив только одну строчку в приведенном выше примере, мы получим определение уже совсем другого массива:

namespace LIB = Cplusplus_Primer_3E;

int main()

{

LIB::Array<int> ia(1024);

}

Конечно, чтобы это стало возможным, необходимо точное совпадение интерфейсов классов и функций, объявленных в этих пространствах имен. Представим, что класс Array из Disney_Feature_Animation не имеет конструктора с одним параметром – размером. Тогда следующий код вызовет ошибку:

namespace LIB = Disney_Feature_Animation;

int main()

{

LIB::Array<int> ia(1024);

}

Еще более удобным является способ использования простого, неквалифицированного имени для обращения к объектам, определенным в некотором пространстве имен. Для этого существует директива using:

#include "IBM_Canada_Laboratory.h"

using namespace IBM_Canada_Laboratory;

int main()

{

// IBM_Canada_Laboratory::Matrix

Matrix mat(4,4);

// IBM_Canada_Laboratory::Array

Array<int> ia(1024);

// ...

}

Пространство имен IBM_Canada_Laboratory становится видимым в программе. Можно сделать видимым не все пространство, а отдельные имена внутри него (селективная директива using):

#include "IBM_Canada_Laboratory.h"

using namespace IBM_Canada_Laboratory::Matrix;

// видимым становится только Matrix

int main()

{

// IBM_Canada_Laboratory::Matrix

Matrix mat(4,4);

// Ошибка: IBM_Canada_Laboratory::Array невидим

Array<int> ia(1024);

// ...

}

Как мы уже упоминали, все компоненты стандартной библиотеки С++ объявлены внутри пространства имен std. Поэтому простого включения заголовочного файла недостаточно, чтобы напрямую пользоваться стандартными функциями и классами:

#include <string>

// ошибка: string невидим

string current_chapter = "Обзор С++";

Необходимо использовать директиву using:

#include <string>

using namespace std;

// Ok: видим string

string current_chapter = "Обзор С++";

Заметим, однако, что таким образом мы возвращаемся к проблеме “засорения” глобального пространства имен, ради решения которой и был создан механизм именованных пространств. Поэтому лучше использовать либо квалифицированное имя:

#include <string>

// правильно: квалифицированное имя

std::string current_chapter = "Обзор С++";

либо селективную директиву using:

#include <string>

using namespace std::string;

// Ok: string видим

string current_chapter = "Обзор С++";

Мы рекомендуем пользоваться последним способом.

В большинстве примеров этой книги директивы пространств имен были опущены. Это сделано ради сокращения размера кода, а также потому, что большинство примеров были скомпилированы компилятором, не поддерживающим пространства имен – достаточно недавнего нововведения С++. (Детали применения using-объявлений при работе с стандартной библиотекой С++ обсуждаются в разделе 8.6.)

В нижеследующих главах мы создадим еще четыре класса: String, Stack, List и модификацию Stack. Все они будут заключены в одно пространство имен – Cplusplus_Primer_3E. (Более подробно работа с пространствами имен рассматривается в главе 8.)

Упражнение 2.21

Дано пространство имен

namespace Exercize {

template <class elemType>

class Array { ... };

template <class EType>

void print (Array< EType > );

class String { ... }

template <class ListType>

class List { ... };

}

и текст программы:

int main() {

const int size = 1024;

Array<String> as (size);

List<int> il (size);

// ...

Array<String> *pas = new Array<String>(as);

List<int> *pil = new List<int>(il);

print (*pas);

}

Программа не компилируется, поскольку объявления используемых классов заключены в пространство имен Exercise. Модифицируйте код программы, используя

(a) квалифицированные имена

(b) селективную директиву using

(c) механизм псевдонимов

(d) директиву using