1、第14章 C+工具,14.1 異常處理 14.2 命名空間 14.3 使用早期的函數(shù)庫(kù),在C+發(fā)展的后期，有時(shí)C+編譯系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際工作的需要，增加了一些功能，作為工具來(lái)使用，其中主要有模板(包括函數(shù)模板和類模板)、異常處理、命名空間和運(yùn)行時(shí)類型識(shí)別，以幫助程序設(shè)計(jì)人員更方便地進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。1997年ANSI C+委員會(huì)將它們納入了ANSI C+標(biāo)準(zhǔn)，建議所有的C+編譯系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)這些功能。這些工具是非常有用的，C+的使用者應(yīng)當(dāng)盡量使用這些工具。,程序編制者不僅要考慮程序沒(méi)有錯(cuò)誤的理想情況，更要考慮程序存在錯(cuò)誤時(shí)的情況，應(yīng)該能夠盡快地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，消除錯(cuò)誤。 程序中常見(jiàn)的錯(cuò)誤有兩大類:

2、語(yǔ)法錯(cuò)誤和運(yùn)行錯(cuò)誤。在編譯時(shí)，編譯系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 有的程序雖然能通過(guò)編譯，也能投入運(yùn)行。但是在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)異常，得不到正確的運(yùn)行結(jié)果，甚至導(dǎo)致程序不正常終止，或出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。這類錯(cuò)誤比較隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)，往往耗費(fèi)許多時(shí)間和精力。這成為程序調(diào)試中的一個(gè)難點(diǎn)。,14.1 異常處理 14.1.1 異常處理的任務(wù),在設(shè)計(jì)程序時(shí)，應(yīng)當(dāng)事先分析程序運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的各種意外的情況，并且分別制訂出相應(yīng)的處理方法，這就是程序的異常處理的任務(wù)。 在運(yùn)行沒(méi)有異常處理的程序時(shí)，如果運(yùn)行情況出現(xiàn)異常，由于程序本身不能處理，程序只能終止運(yùn)行。如果在程序中設(shè)置了異常處理機(jī)制，則在運(yùn)行情況出現(xiàn)異常時(shí)，由于程

3、序本身已規(guī)定了處理的方法，于是程序的流程就轉(zhuǎn)到異常處理代碼段處理。用戶可以指定進(jìn)行任何的處理。 需要說(shuō)明，只要出現(xiàn)與人們期望的情況不同，都可以認(rèn)為是異常，并對(duì)它進(jìn)行異常處理。因此，所謂異常處理指的是對(duì)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的差錯(cuò)以及其他例外情況的處理。,在一個(gè)小的程序中，可以用比較簡(jiǎn)單的方法處理異常。但是在一個(gè)大的系統(tǒng)中，如果在每一個(gè)函數(shù)中都設(shè)置處理異常的程序段，會(huì)使程序過(guò)于復(fù)雜和龐大。因此，C+采取的辦法是: 如果在執(zhí)行一個(gè)函數(shù)過(guò)程中出現(xiàn)異常，可以不在本函數(shù)中立即處理，而是發(fā)出一個(gè)信息，傳給它的上一級(jí)(即調(diào)用它的函數(shù))，它的上級(jí)捕捉到這個(gè)信息后進(jìn)行處理。如果上一級(jí)的函數(shù)也不能處理，就再傳給其上一級(jí)，由其

4、上一級(jí)處理。如此逐級(jí)上送，如果到最高一級(jí)還無(wú)法處理，最后只好異常終止程序的執(zhí)行。,14.1.2 異常處理的方法,這樣做使異常的發(fā)現(xiàn)與處理不由同一函數(shù)來(lái)完成。好處是使底層的函數(shù)專門用于解決實(shí)際任務(wù)，而不必再承擔(dān)處理異常的任務(wù)，以減輕底層函數(shù)的負(fù)擔(dān)，而把處理異常的任務(wù)上移到某一層去處理。這樣可以提高效率。 C+處理異常的機(jī)制是由3個(gè)部分組成的，即檢查(try)、拋出(throw)和捕捉(catch)。把需要檢查的語(yǔ)句放在try塊中，throw用來(lái)當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出一個(gè)異常信息，而catch則用來(lái)捕捉異常信息，如果捕捉到了異常信息，就處理它。,例14.1 給出三角形的三邊a,b,c，求三角形的面積。只

5、有a+bc,b+ca,c+ab時(shí)才能構(gòu)成三角形。設(shè)置異常處理，對(duì)不符合三角形條件的輸出警告信息，不予計(jì)算。 先寫出沒(méi)有異常處理時(shí)的程序: #include #include using namespace std; int main( ) double triangle(double,double,double); double a,b,c; cinabc; while(a0 , double triangle(double a,double b,double c) double area; double s=(a+b+c)/2; area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c);

6、return area; 運(yùn)行情況如下: 6 5 4(輸入a,b,c的值) 9.92157 (輸出三角形的面積) 1 1.5 2 (輸入a,b,c的值) 0.726184 (輸出三角形的面積) 1 2 1 (輸入a,b,c的值) 0 (輸出三角形的面積，此結(jié)果顯然不對(duì),因?yàn)椴皇侨切? 1 0 6 (輸入a,b,c的值) (結(jié)束),修改程序，在函數(shù)traingle中對(duì)三角形條件進(jìn)行檢查，如果不符合三角形條件，就拋出一個(gè)異常信息，在主函數(shù)中的try-catch塊中調(diào)用traingle函數(shù)，檢測(cè)有無(wú)異常信息，并作相應(yīng)處理。修改后的程序如下: #include #include using name

7、space std; void main( ) double triangle(double,double,double); double a,b,c; cinabc; try/在try塊中包含要檢查的函數(shù) while(a0 ,catch(double) /用catch捕捉異常信息并作相應(yīng)處理 couta=a,b=b,c=c,that is not a triangle!endl; coutendendl; double triangle(double a,double b,double c) /計(jì)算三角形的面積的函數(shù) double s=(a+b+c)/2; if (a+b=c|b+c=a|c

8、+a=b) throw a; /當(dāng)不符合三角形條件拋出異常信息 return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); 程序運(yùn)行結(jié)果如下: 6 5 4(輸入a,b,c的值) 9.92157 (計(jì)算出三角形的面積) 1 1.5 2 (輸入a,b,c的值) 0.726184 (計(jì)算出三角形的面積) 1 2 1 (輸入a,b,c的值) a=1,b=2,c=1, that is not a triangle! (異常處理) end,現(xiàn)在結(jié)合程序分析怎樣進(jìn)行異常處理。 (1) 首先把可能出現(xiàn)異常的、需要檢查的語(yǔ)句或程序段放在try后面的花括號(hào)中。 (2) 程序開(kāi)始運(yùn)行后，按正常的順序執(zhí)行到tr

9、y塊，開(kāi)始執(zhí)行try塊中花括號(hào)內(nèi)的語(yǔ)句。如果在執(zhí)行try塊內(nèi)的語(yǔ)句過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生異常，則catch子句不起作用，流程轉(zhuǎn)到catch子句后面的語(yǔ)句繼續(xù)執(zhí)行。 (3) 如果在執(zhí)行try塊內(nèi)的語(yǔ)句(包括其所調(diào)用的函數(shù))過(guò)程中發(fā)生異常，則throw運(yùn)算符拋出一個(gè)異常信息。throw拋出異常信息后，流程立即離開(kāi)本函數(shù)，轉(zhuǎn)到其上一級(jí)的函數(shù)(main 函數(shù))。 throw拋出什么樣的數(shù)據(jù)由程序設(shè)計(jì)者自定，可以是任何類型的數(shù)據(jù)。,(4) 這個(gè)異常信息提供給try-catch結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)會(huì)尋找與之匹配的catch子句。 (5) 在進(jìn)行異常處理后，程序并不會(huì)自動(dòng)終止，繼續(xù)執(zhí)行catch子句后面的語(yǔ)句。 由于catc

10、h子句是用來(lái)處理異常信息的，往往被稱為catch異常處理塊或catch異常處理器。,下面講述異常處理的語(yǔ)法。 throw語(yǔ)句一般是由throw運(yùn)算符和一個(gè)數(shù)據(jù)組成的，其形式為 throw 表達(dá)式; try-catch的結(jié)構(gòu)為 try 被檢查的語(yǔ)句 catch(異常信息類型 變量名) 進(jìn)行異常處理的語(yǔ)句,說(shuō)明: (1) 被檢測(cè)的函數(shù)必須放在try塊中，否則不起作用。 (2) try塊和catch塊作為一個(gè)整體出現(xiàn)，catch塊是try-catch結(jié)構(gòu)中的一部分，必須緊跟在try塊之后，不能單獨(dú)使用，在二者之間也不能插入其他語(yǔ)句。但是在一個(gè)try-catch結(jié)構(gòu)中，可以只有try塊而無(wú)catch塊

11、。即在本函數(shù)中只檢查而不處理，把catch處理塊放在其他函數(shù)中。 (3) try和catch塊中必須有用花括號(hào)括起來(lái)的復(fù)合語(yǔ)句，即使花括號(hào)內(nèi)只有一個(gè)語(yǔ)句，也不能省略花括號(hào)。 (4) 一個(gè)try-catch結(jié)構(gòu)中只能有一個(gè)try塊，但卻可以有多個(gè)catch塊，以便與不同的異常信息匹配。,(5) catch后面的圓括號(hào)中，一般只寫異常信息的類型名， 如 catch(double) catch只檢查所捕獲異常信息的類型，而不檢查它們的值。因此如果需要檢測(cè)多個(gè)不同的異常信息，應(yīng)當(dāng)由throw拋出不同類型的異常信息。 異常信息可以是C+系統(tǒng)預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)類型，也可以是用戶自定義的類型(如結(jié)構(gòu)體或類)。如果

12、由throw拋出的信息屬于該類型或其子類型，則catch與throw二者匹配，catch捕獲該異常信息。 catch還可以有另外一種寫法，即除了指定類型名外，還指定變量名，如 catch(double d),此時(shí)如果throw拋出的異常信息是double型的變量a，則catch在捕獲異常信息a的同時(shí)，還使d獲得a的值，或者說(shuō)d得到a的一個(gè)拷貝。什么時(shí)候需要這樣做呢？有時(shí)希望在捕獲異常信息時(shí)，還能利用throw拋出的值，如 catch(double d) coutthrow d; 這時(shí)會(huì)輸出d的值(也就是a值)。當(dāng)拋出的是類對(duì)象時(shí)，有時(shí)希望在catch塊中顯示該對(duì)象中的某些信息。這時(shí)就需要在ca

13、tch的參數(shù)中寫出變量名(類對(duì)象名)。 (6) 如果在catch子句中沒(méi)有指定異常信息的類型，而用了刪節(jié)號(hào)“”，則表示它可以捕捉任何類型的異常信息，如,catch() coutOKendl; 它能捕捉所有類型的異常信息，并輸出OK。 這種catch子句應(yīng)放在trycatch結(jié)構(gòu)中的最后，相當(dāng)于“其他”。如果把它作為第一個(gè)catch子句，則后面的catch子句都不起作用。 (7) trycatch結(jié)構(gòu)可以與throw出現(xiàn)在同一個(gè)函數(shù)中，也可以不在同一函數(shù)中。當(dāng)throw拋出異常信息后，首先在本函數(shù)中尋找與之匹配的catch，如果在本函數(shù)中無(wú)trycatch結(jié)構(gòu)或找不到與之匹配的catch，就轉(zhuǎn)到

14、離開(kāi)出現(xiàn)異常最近的trycatch結(jié)構(gòu)去處理。,(8) 在某些情況下，在throw語(yǔ)句中可以不包括表達(dá)式，如 throw; 表示“我不處理這個(gè)異常，請(qǐng)上級(jí)處理”。 (9) 如果throw拋出的異常信息找不到與之匹配的catch塊，那么系統(tǒng)就會(huì)調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)函數(shù)terminate，使程序終止運(yùn)行。 例14.2 在函數(shù)嵌套的情況下檢測(cè)異常處理。 這是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，用來(lái)說(shuō)明在try塊中有函數(shù)嵌套調(diào)用的情況下拋出異常和捕捉異常的情況。請(qǐng)自己先分析以下程序。,#include using namespace std; int main( ) void f1( ); try f1( );/調(diào)用f1( )

15、catch(double) coutOK0!endl; coutend0endl; return 0; void f1( ) void f2( ); try f2( ); /調(diào)用f2( ) catch(char) coutOK1!; coutend1endl; ,void f2( ) void f3( ); try f3( ); /調(diào)用f3( ) catch(int) coutOk2!endl; coutend2endl; void f3( ) double a=0; try throw a; /拋出double類型異常信息 catch(float) coutOK3!endl; coutend

16、3endl; ,分3種情況分析運(yùn)行情況: （1） 執(zhí)行上面的程序。圖14.1為有函數(shù)嵌套時(shí)異常處理示意圖。 圖14.1 程序運(yùn)行結(jié)果如下: OK0!(在主函數(shù)中捕獲異常) end0 (執(zhí)行主函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出),(2) 如果將f3函數(shù)中的catch子句改為catch(double)，而程序中其他部分不變，則程序運(yùn)行結(jié)果如下: OK3!(在f3函數(shù)中捕獲異常) end3 (執(zhí)行f3函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出) end2 (執(zhí)行f2函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出) end1 (執(zhí)行f1函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出) end0 (執(zhí)行主函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出) (3) 如果在此基礎(chǔ)上再將f3函

17、數(shù)中的catch塊改為 catch(double) coutOK3!endl;throw; 程序運(yùn)行結(jié)果如下: OK3!(在f3函數(shù)中捕獲異常) OK0! (在主函數(shù)中捕獲異常) end0 (執(zhí)行主函數(shù)中最后一個(gè)語(yǔ)句時(shí)的輸出),為便于閱讀程序，使用戶在看程序時(shí)能夠知道所用的函數(shù)是否會(huì)拋出異常信息以及異常信息可能的類型，C+允許在聲明函數(shù)時(shí)列出可能拋出的異常類型，如可以將例14.1中第二個(gè)程序的第3行改寫為 double triangle(double,double,double) throw(double); 表示triangle函數(shù)只能拋出double類型的異常信息。如果寫成 double

18、triangle(double,double,double) throw(int,double,float,char); 則表示triangle函數(shù)可以拋出int,double,float或char類型的異常信息。異常指定是函數(shù)聲明的一部分，必須同時(shí)出現(xiàn)在函數(shù)聲明和函數(shù)定義的首行中，否則在進(jìn)行函數(shù)的另一次聲明時(shí)，編譯系統(tǒng)會(huì)報(bào)告“類型不匹配”。,14.1.3 在函數(shù)聲明中進(jìn)行異常情況指定,如果在聲明函數(shù)時(shí)未列出可能拋出的異常類型，則該函數(shù)可以拋出任何類型的異常信息。如例14.1中第2個(gè)程序中所表示的那樣。 如果想聲明一個(gè)不能拋出異常的函數(shù)，可以寫成以下形式: double triangle(do

19、uble,double,double) throw();/throw無(wú)參數(shù) 這時(shí)即使在函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)了throw語(yǔ)句，實(shí)際上也并不執(zhí)行throw語(yǔ)句，并不拋出任何異常信息，程序?qū)⒎钦＝K止。,如果在try塊(或try塊中調(diào)用的函數(shù))中定義了類對(duì)象，在建立該對(duì)象時(shí)要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。在執(zhí)行try塊 (包括在try塊中調(diào)用其他函數(shù)) 的過(guò)程中如果發(fā)生了異常，此時(shí)流程立即離開(kāi)try塊。這樣流程就有可能離開(kāi)該對(duì)象的作用域而轉(zhuǎn)到其他函數(shù)，因而應(yīng)當(dāng)事先做好結(jié)束對(duì)象前的清理工作，C+的異常處理機(jī)制會(huì)在throw拋出異常信息被catch捕獲時(shí)，對(duì)有關(guān)的局部對(duì)象進(jìn)行析構(gòu)(調(diào)用類對(duì)象的析構(gòu)函數(shù))， 析構(gòu)對(duì)象的順序

20、與構(gòu)造的順序相反，然后執(zhí)行與異常信息匹配的catch塊中的語(yǔ)句。,14.1.4 在異常處理中處理析構(gòu)函數(shù),例14.3 在異常處理中處理析構(gòu)函數(shù)。 這是一個(gè)為說(shuō)明在異常處理中調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的示例，為了清晰地表示流程，程序中加入了一些cout語(yǔ)句，輸出有關(guān)的信息，以便對(duì)照結(jié)果分析程序。 #include #include using namespace std; class Student public: Student(int n,string nam)/定義構(gòu)造函數(shù) coutconstructor-nendl; num=n;name=nam; Student( )coutdestructor-n

21、umendl;/定義析構(gòu)函數(shù) void get_data( ); /成員函數(shù)聲明 private: int num; string name; ;,void Student:get_data( ) /定義成員函數(shù) if(num=0) throw num; /如num=0,拋出int型變量num else coutnum nameendl; /若num0，輸出num,name coutin get_data()endl; /輸出信息，表示目前在get_data函數(shù)中 void fun( ) Student stud1(1101,Tan); /建立對(duì)象stud1 stud1.get_data( )

22、; /調(diào)用stud1的get_data函數(shù) Student stud2(0,Li); /建立對(duì)象stud2 stud2.get_data( ); /調(diào)用stud2的get_data函數(shù) int main( ) coutmain beginendl; /表示主函數(shù)開(kāi)始了 coutcall fun( )endl; /表示調(diào)用fun函數(shù) try fun( ); /調(diào)用fun函數(shù),catch(int n) coutnum=n,error!endl; /表示num=0出錯(cuò) coutmain endendl; /表示主函數(shù)結(jié)束 return 0; 程序運(yùn)行結(jié)果如下: main begin call fun

23、( ) constructor-1101 1101 tan in get_data() constructor-0 destructor-0 destructor-1101 num=0,error! main end,在學(xué)習(xí)本書前面各章時(shí)，已經(jīng)多次看到在程序中用了以下語(yǔ)句: using namespace std; 這就是使用了命名空間std。在本節(jié)中將對(duì)它作較詳細(xì)的介紹。,14.2 命名空間,命名空間是ANSI C+引入的可以由用戶命名的作用域，用來(lái)處理程序中常見(jiàn)的同名沖突。 在C語(yǔ)言中定義了3個(gè)層次的作用域，即文件(編譯單元) 、函數(shù)和復(fù)合語(yǔ)句。C+又引入了類作用域，類是出現(xiàn)在文件內(nèi)的。在

24、不同的作用域中可以定義相同名字的變量，互不干擾，系統(tǒng)能夠區(qū)別它們。 下面先簡(jiǎn)單分析一下作用域的作用，然后討論命名空間的作用。 如果在文件中定義了兩個(gè)類，在這兩個(gè)類中可以有同名的函數(shù)。在引用時(shí)，為了區(qū)別，應(yīng)該加上類名作為限定，如,14.2.1 為什么需要命名空間,class A/聲明A類 public: void fun1( ); /聲明A類中的fun1函數(shù) private: int i; ; void A:fun1( ) /定義A類中的fun1函數(shù) / class B /聲明B類 public: void fun1( ); /B類中也有fun1函數(shù) void fun2( ); ; void B

25、:fun1( ) /定義B類中的fun1函數(shù) / ,這樣不會(huì)發(fā)生混淆。 在文件中可以定義全局變量(global variable)，它的作用域是整個(gè)程序。如果在文件A中定義了一個(gè)變量a int a=3; 在文件B中可以再定義一個(gè)變量a int a=5; 在分別對(duì)文件A和文件B進(jìn)行編譯時(shí)不會(huì)有問(wèn)題。但是，如果一個(gè)程序包括文件A和文件B，那么在進(jìn)行連接時(shí)，會(huì)報(bào)告出錯(cuò)，因?yàn)樵谕粋€(gè)程序中有兩個(gè)同名的變量，認(rèn)為是對(duì)變量的重復(fù)定義。問(wèn)題在于全局變量的作用域是整個(gè)程序，在同一作用域中不應(yīng)有兩個(gè)或多個(gè)同名的實(shí)體(entity)，包括變量、函數(shù)和類等。,可以通過(guò)extern聲明同一程序中的兩個(gè)文件中的同名變量

26、是同一個(gè)變量。如果在文件B中有以下聲明: extern int a; 表示文件B中的變量a是在其他文件中已定義的變量。由于有此聲明，在程序編譯和連接后，文件A的變量a的作用域擴(kuò)展到了文件B。如果在文件B中不再對(duì)a賦值，則在文件B中用以下語(yǔ)句輸出的是文件A中變量 a的值: couta;/得到a的值為3 在簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)中，只要人們小心注意，可以爭(zhēng)取不發(fā)生錯(cuò)誤。但是，一個(gè)大型的應(yīng)用軟件，往往不是由一個(gè)人獨(dú)立完成的，假如不同的人分別定義了類，放在不同的頭文件中，在主文件(包含主函數(shù)的文件)需要用這些類時(shí)，,就用#include命令行將這些頭文件包含進(jìn)來(lái)。由于各頭文件是由不同的人設(shè)計(jì)的，有可能在不同的

27、頭文件中用了相同的名字來(lái)命名所定義的類或函數(shù)。這樣在程序中就會(huì)出現(xiàn)名字沖突。 例14.4 名字沖突。 程序員甲在頭文件header1.h中定義了類Student和函數(shù)fun。 /header1.h (頭文件1，設(shè)其文件名為cc14-4-h1.h) #include #include using namespace std; class Student/聲明Student類 public: Student(int n,string nam,char s) num=n;name=nam;sex=s; void get_data( ); private:,int num; string name;

28、char sex; ; void Student:get_data( ) /成員函數(shù)定義 cout #include cc14-4-h1.h /注意要用雙引號(hào)，因?yàn)槲募话闶欠旁谟脩裟夸浿械?using namespace std; int main( ) Student stud1(101,Wang,18); /定義類對(duì)象stud1 stud1.get_data( ); coutfun(5,3)endl; return 0; ,程序能正常運(yùn)行，輸出為 101 Wang 18 2.82843 如果程序員乙寫了頭文件header2.h，在其中除了定義其他類以外，還定義了類Student和函數(shù)fu

29、n，但其內(nèi)容與頭文件header1.h中的Student和函數(shù)fun有所不同。 /header2.h (頭文件2，設(shè)其文件名為cc14-4-h2.h) #include #include using namespace std; class Student/聲明Student類 public: Student(int n,string nam,char s) /參數(shù)與header1中的student不同 num=n;name=nam;sex=s; void get_data( );,private: int num; string name; char sex; /此項(xiàng)與header1不同 ;

30、 void Student:get_data( ) /成員函數(shù)定義 coutnum name sexendl; double fun(double a,double b) /定義全局函數(shù) return sqrt(a-b); /返回值與header1中的fun函數(shù)不同 /頭文件2中可能還有其他內(nèi)容 假如主程序員在其程序中要用到header1.h中的Student和函數(shù)fun，因而在程序中包含了頭文件header1.h，同時(shí)要用到頭文件header2.h中的一些內(nèi)容，因而在程序中又包含了頭文件header2.h。如果主文件(包含主函數(shù)的文件)如下:,/main file #include #inc

31、lude cc14-4-h1.h/包含頭文件1 #include cc14-4-h2.h /包含頭文件2 using namespace std; int main( ) Student stud1(101,Wang,18); stud1.get_data(); coutfun(5,3)endl; return 0; 這時(shí)程序編譯就會(huì)出錯(cuò)。 因?yàn)樵陬A(yù)編譯后，頭文件中的內(nèi)容取代了對(duì)應(yīng)的#include命令行，這樣就在同一個(gè)程序文件中出現(xiàn)了兩個(gè)Student類和兩個(gè)fun函數(shù)，顯然是重復(fù)定義，這就是名字沖突，即在同一個(gè)作用域中有兩個(gè)或多個(gè)同名的實(shí)體。,不僅如此，在程序中還往往需要引用一些庫(kù)，為此需

32、要包含有關(guān)的頭文件。如果在這些庫(kù)中包含有與程序的全局實(shí)體同名的實(shí)體，或者不同的庫(kù)中有相同的實(shí)體名，則在編譯時(shí)就會(huì)出現(xiàn)名字沖突。 為了避免這類問(wèn)題的出現(xiàn)，人們提出了許多方法，例如: 將實(shí)體的名字寫得長(zhǎng)一些；把名字起得特殊一些，包括一些特殊的字符；由編譯系統(tǒng)提供的內(nèi)部全局標(biāo)識(shí)符都用下劃線作為前綴，如_complex()，以避免與用戶命名的實(shí)體同名；由軟件開(kāi)發(fā)商提供的實(shí)體的名字用特定的字符作為前綴。但是這樣的效果并不理想，而且增加了閱讀程序的難度，可讀性降低了。,C語(yǔ)言和早期的C+語(yǔ)言沒(méi)有提供有效的機(jī)制來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，沒(méi)有使庫(kù)的提供者能夠建立自己的命名空間的工具。人們希望ANSI C+標(biāo)準(zhǔn)能夠解決這

33、個(gè)問(wèn)題，提供一種機(jī)制、一種工具，使由庫(kù)的設(shè)計(jì)者命名的全局標(biāo)識(shí)符能夠和程序的全局實(shí)體名以及其他庫(kù)的全局標(biāo)識(shí)符區(qū)別開(kāi)來(lái)。,為了解決上面這個(gè)問(wèn)題，ANSI C+增加了命名空間(namespace)。所謂命名空間，實(shí)際上就是一個(gè)由程序設(shè)計(jì)者命名的內(nèi)存區(qū)域。程序設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要指定一些有名字的空間域，把一些全局實(shí)體分別放在各個(gè)命名空間中，從而與其他全局實(shí)體分隔開(kāi)來(lái)。如 namespace ns1/指定命名空間ns1 int a; double b; 現(xiàn)在命名空間成員包括變量a和b，注意a和b仍然是全局變量，僅僅是把它們隱藏在指定的命名空間中而已。,14.2.2 什么是命名空間,如果在程序中要使用變量a

34、和b，必須加上命名空間名和作用域分辨符“:”，如ns1:a，ns1:b。這種用法稱為命名空間限定(qualified)，這些名字(如ns1:a)稱為被限定名(qualified name)。C+中命名空間的作用類似于操作系統(tǒng)中的目錄和文件的關(guān)系。 命名空間的作用是建立一些互相分隔的作用域，把一些全局實(shí)體分隔開(kāi)來(lái)，以免產(chǎn)生名字沖突。 可以根據(jù)需要設(shè)置許多個(gè)命名空間，每個(gè)命名空間名代表一個(gè)不同的命名空間域，不同的命名空間不能同名。這樣，可以把不同的庫(kù)中的實(shí)體放到不同的命名空間中。過(guò)去我們用的全局變量可以理解為全局命名空間，獨(dú)立于所有有名的命名空間之外，它是不需要用namespace聲明的，實(shí)際上是

35、由系統(tǒng)隱式聲明的，存在于每個(gè)程序之中。,在聲明一個(gè)命名空間時(shí)，花括號(hào)內(nèi)不僅可以包括變量，而且還可以包括以下類型: 變量(可以帶有初始化)； 常量； 函數(shù)(可以是定義或聲明)； 結(jié)構(gòu)體； 類； 模板； 命名空間(在一個(gè)命名空間中又定義一個(gè)命名空間，即嵌套的命名空間)。 例如,namespace ns1 const int RATE=0.08;/常量 double pay; /變量 double tax( ) /函數(shù) return a*RATE; namespace ns2 /嵌套的命名空間 int age; 如果想輸出命名空間ns1中成員的數(shù)據(jù)，可以采用下面的方法: coutns1:RATEen

36、dl; coutns1:payendl; coutns1:tax()endl; coutns1:ns2:ageendl;/需要指定外層的和內(nèi)層的命名空間名,現(xiàn)在，對(duì)例14.4程序進(jìn)行修改，使之能正確運(yùn)行。 例14.5 利用命名空間來(lái)解決例14.4程序名字沖突問(wèn)題。 修改兩個(gè)頭文件，把在頭文件中聲明的類分別放在兩個(gè)不同的命名空間中。 /header1.h (頭文件1) #include #include using namespace std; namespace ns1/聲明命名空間ns1 class Student /在命名空間ns1內(nèi)聲明Student類 public: Student(i

37、nt n,string nam,int a),14.2.3 使用命名空間解決名字沖突,num=n;name=nam;age=a; void get_data( ); private: int num; string name; int age; ; void Student:get_data() /定義成員函數(shù) cout #include ,using namespace std; namespace ns2 /聲明命名空間ns2 class Student public: Student(int n,string nam,char s) num=n;name=nam;sex=s; void

38、get_data( ); private: int num; char name20; char sex; ; void Student:get_data( ) coutnum name sexendl; double fun(double a,double b) return sqrt(a-b); ,/main file (主文件) #include #include cc14-5-h1.h /包含頭文件1 #include cc14-5-h2.h /包含頭文件2 using namespace std; int main( ) ns1:Student stud1(101,Wang,18);

39、 /用命名空間ns1中聲明的Student類定義stud1 stud1.get_data( ); /不要寫成ns1:stud1.get_data( ); coutns1:fun(5,3)endl; /調(diào)用命名空間ns1中的fun函數(shù) ns2:Student stud2(102,Li,f); /用命名空間ns2中聲明的Student類定義stud2 stud2.get_data( ); coutns2:fun(5,3)endl; /調(diào)用命名空間ns1中的fun函數(shù) return 0; ,程序能順利通過(guò)編譯，并得到以下運(yùn)行結(jié)果: 101 Wang 18(對(duì)象stud1中的數(shù)據(jù)) 2.82843 (

40、5+3的開(kāi)方值) 102 Li f (對(duì)象stud2中的數(shù)據(jù)) 1.41421 (5-3的開(kāi)方值),在引用命名空間成員時(shí)，要用命名空間名和作用域分辨符對(duì)命名空間成員進(jìn)行限定，以區(qū)別不同的命名空間中的同名標(biāo)識(shí)符。即 命名空間名:命名空間成員名 這種方法是有效的，能保證所引用的實(shí)體有惟一的名字。但是如果命名空間名字比較長(zhǎng)，尤其在有命名空間嵌套的情況下，為引用一個(gè)實(shí)體，需要寫很長(zhǎng)的名字。在一個(gè)程序中可能要多次引用命名空間成員，就會(huì)感到很不方便。 為此，C+提供了一些機(jī)制，能簡(jiǎn)化使用命名空間成員的手續(xù)。,14.2.4 使用命名空間成員的方法,（1） 使用命名空間別名 可以為命名空間起一個(gè)別名(name

41、space alias)，用來(lái)代替較長(zhǎng)的命名空間名。如 namespace Television/聲明命名空間，名為Television 可以用一個(gè)較短而易記的別名代替它。如 namespace TV = Television;/別名TV與原名Television等價(jià) （2） 使用using 命名空間成員名 using后面的命名空間成員名必須是由命名空間限定的名字。例如 using ns1:Student; using聲明的有效范圍是從using語(yǔ)句開(kāi)始到using所在的作用域結(jié)束。如果在以上的using語(yǔ)句之后有以下語(yǔ)句:,Student stud1(101,Wang,18);/此處的Stu

42、dent相當(dāng)于ns1:Student 上面的語(yǔ)句相當(dāng)于 ns1:Student stud1(101,Wang,18); 又如 using ns1:fun;/聲明其后出現(xiàn)的fun是屬于命名空間ns1中的fun coutfun(5,3)endl; /此處的fun函數(shù)相當(dāng)于ns1:fun(5,3) 顯然，這可以避免在每一次引用命名空間成員時(shí)都用命名空間限定，使得引用命名空間成員方便易用。 但是要注意: 在同一作用域中用using聲明的不同命名空間的成員中不能有同名的成員。例如 using ns1:Student;/聲明其后出現(xiàn)的Student是命名空間ns1中的Student using ns2:S

43、tudent; /聲明其后出現(xiàn)的Student是命名空間ns2中的Student Student stud1; /請(qǐng)問(wèn)此處的Student是哪個(gè)命名空間中的Student? 產(chǎn)生了二義性，編譯出錯(cuò)。,（3） 使用using namespace 命名空間名 能否在程序中用一個(gè)語(yǔ)句就能一次聲明一個(gè)命名空間中的全部成員呢？ C+提供了using namespace語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。using namespace語(yǔ)句的一般格式為 using namespace命名空間名； 例如 using namespace ns1; 聲明了在本作用域中要用到命名空間ns1中的成員，在使用該命名空間的任何成員時(shí)都不

44、必用命名空間限定。如果在作了上面的聲明后有以下語(yǔ)句: Student stud1(101,Wang,18);/Student隱含指命名空間ns1中的Student coutfun(5,3)endl; /這里的fun函數(shù)是命名空間ns1中的fun函數(shù),在用using namespace聲明的作用域中，命名空間ns1的成員就好像在全局域聲明的一樣。因此可以不必用命名空間限定。顯然這樣的處理對(duì)寫程序比較方便。但是如果同時(shí)用using namespace聲明多個(gè)命名空間時(shí)，往往容易出錯(cuò)。因此只有在使用命名空間數(shù)量很少，以及確保這些命名空間中沒(méi)有同名成員時(shí)才用using namespace語(yǔ)句。,以上介紹的是有名字的命名空間，C+還允許使用沒(méi)有名字的命名空間，如在文件A中聲明了以下的無(wú)名命名空間: namespace/命名空間沒(méi)有名字 void fun() /定義命名空間成員 coutOK.endl; 由于命名空間沒(méi)有名字，在其他文件中顯然無(wú)法引用，它只在本文件的作用域內(nèi)有效。無(wú)名命名空間的成員fun函數(shù)的