之前在学 C++ 的时候，第一个例子大概是：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    cout << "hello world" << endl; 
    return 0;
}
// 或者
#include <iostream>
int main(){
    std::cout << "hello world" << std::endl; 
    return 0;
}

当时也没多想，std 这个东西是什么。后来在接触了其它库后，发现也需要 std 的配合使用，如 std::sort()。今日来仔细研究下名称空间这个东西。

先掏出 cplusplus.com 来看看 <iostream> 是什么东西，官方的定义如下：

Header that defines the standard input/output stream objects. After C++11, including <iostream> automatically includes also <ios>, <streambuf>, <istream>, <ostream> and <iosfwd>.

而对于 std 而言，std 是一个名称空间，:: 是作用域解析运算符，std::cout 的意思就是使用 std 名称空间中的 cout 标识符，也就是这个对象。而这个对象的定义在 <iostream> 这个标准库文件中，所以要包含这个头文件，才能使用 cout 这个对象。

除此之外，C++ 标准库中的函数或对象都是在名称空间 std 中定义的，所以我们要使用标准函数库中的函数或对象都要使用 std 来限定。所以使用 cout 的时候要加上 std:: 时，编译器就会明白我们调用的 cout 是名字空间 std中的 cout，而不是其它名称空间中的 cout。

#include 是预处理器编译指令，表示使用预处理器在主编译之前对源文件进行整理。这里并不需要任何指令调用预处理器，编译时自动调用执行。这里的意思就是将 iostream 文件中的内容添加到程序中，即合成为一个新文件。这里的用途就是，在源文件被编译之前，替换或添加文本，这也是典型的一种预处理器操作。
using namespcec std 是编译指令，如果是 #include <xxx.h> 则不需要 using 编译指令，因为老式的头文件没有使用名称空间。新头文件使用了 std 名称空间，标准库的类、函数、变量是 C++ 编译器的标准组件，被放到了 std 空间中。

但是，尽量不要使用 using namespace std，这句话的意思是告诉编辑器我们将要使用空间 std 中的函数或者对象。或者说，能不用就不用，能在大括号里面用就不要在外面用，尤其是在 .h 等头文件中。幻想一下，你写的 .h 文件被其它人使用，你的名字空间和他人的名字空间不一样，但名字空间下面的函数名一样，就会导致冲突。跟 python 中写 from numpy import * 一个道理。

自定义名称空间

名称空间提供了一个声明名称的区域，而可以通过作用域解析运算符 :: 访问其中的名称。如下是一种简单的写法：

// mylib/show_info.h 文件下
#include <iostream>

// 名称空间
namespace std1 {
    // 名称
    void cout () {
        std::cout << "first" << std::endl;
    }
}

namespace std2 {
    void cout () {
        std::cout << "second" << std::endl;
    }
}

// main.cpp 文件下
#include "mylib/show_info.h"
using namespace std1;
int main (){
    cout();
    return 0;
}

using 声明与编译指令

有的时候并不希望每次使用名称时都进行限定，所以 C++ 提供了两种机制，using 声明使得特定的名称可用，using 编译指令使名称空间中的所有名称可用，两者都可以简化名称空间中名称的使用，也都会增加名称冲突的可能性。

对于 using 声明而言，将指定的的名称添加到声明区域，使其可用。如下所示的代码：

在声明的作用域内，不能在声明其它同名变量；
屏蔽全局同名变量。除用户定义的名称空间外，还存在一个全局名称空间，全局变量在这里面。同 C++ 的局部变量会屏蔽全局变量一样，名称空间也是如此，但两个名称空间中的同名变量并不会冲突。

#include <iostream>

namespace test {
    int a;
    int b;
};

int a{12};

int main () {
    // 冲突
    // int a;
    using test::a;
    // 冲突
    // int a;
    a = 10;
    std::cout << a << std::endl;    // 10
    std::cout << ::a << std::endl;  // 12
    return 0;
}

对于 using 编译指令而言，会使所有名称可用，包括可能不会使用的名称。如下所示的代码：

test::a 位于局部名称空间，不会影响全局变量；
局部同名变量会屏蔽名称空间里的变量和全局变量。

#include <iostream>

namespace test {
    int a = 100;
    int b;
};

// 全局名称空间
// using namespace test;

int a{0};

int main (){
    // 编译指令
    // 局部名称空间
    using namespace test;
    // 不冲突
    int a{1};
    // 局部变量
    std::cout << a << std::endl;
    // 全局变量
    std::cout << ::a << std::endl;
    // 名称空间的变量
    test::a = 3;
    std::cout << test::a << std::endl;
    return 0;
}

总结一下就是，当名称空间和声明区域定义了相同的名称：

using 声明导入时，会冲突；
using 编译指令导入时，局部名称会屏蔽名称空间里面的名称，且没有警告。

因此，使用 using 声明会更加安全，编译指令可能会掩盖一些同名变量。此外，还有一些其它要注意的点：

名称空间可以嵌套，但最好加上限定，表明这个名称的来源；
以函数为例，名称空间里面的函数的声明和定义要在同一名称空间内；
如果函数被重载，那么一个 using 声明将导入所有版本；

对于未命名的名称空间，不能显式使用 using，不能在名称空间之外的文件使用名称空间中的名称。这可以作为链接性为内部静态变量的替代品。

#include <iostream>

namespace {
    int a = 100;
    int b;
};

int main (){
    // 名称空间中的 a
    std::cout << a << std::endl;
    return 0;
}

当名称空间很长时，可以简化名称空间：

1 2	namespace MEF = math::element::fire; using MEF::flame;

Just for Life.

C++ 的名称空间

自定义名称空间

using 声明与编译指令