Using name std c что это
Почему с ‘using namespace std;’ в *.cpp-файлах может быть очень плохо
То, что написано ниже, для многих квалифицированных C++ разработчиков будет прекрасно известным и очевидным, но тем не менее, я периодически встречаю using namespace std; в коде различных проектов, а недавно в нашумевшей статье про впечатления от высшего образования было упомянуто, что студентов так учат писать код в вузах, что и сподвигло меня написать эту заметку.
Для чего вообще придумали пространства имен в C++? Когда какие-то две сущности (типы, функции, и т.д.) имеют идентификаторы, которые могут конфликтовать друг с другом при совместном использовании, C++ позволяет объявлять пространства с помощью ключевого слова namespace. Всё, что объявлено внутри пространства имен, принадлежит только этому пространству имен (а не глобальному). Используя using мы вытаскиваем сущности какого-либо пространства имен в глобальный контекст.
А теперь посмотрим, к чему это может привести.
Допустим, вы используете две библиотеки под названием Foo и Bar и написали в начале файла что-то типа
. таким образом вытащив всё, что есть в foo:: и в bar:: в глобальное пространство имен.
Все работает нормально, и вы можете без проблем вызвать Blah() из Foo и Quux() из Bar. Но однажды вы обновляете библиотеку Foo до новой версии Foo 2.0, которая теперь еще имеет в себе функцию Quux().
Теперь у вас конфликт: и Foo 2.0, и Bar импортируют Quux() в ваше глобальное пространство имен. В лучшем случае это вызовет ошибку на этапе компиляции, и исправление этого потребует усилий и времени.
А вот если бы вы явно указывали в коде метод с его пространством имен, а именно, foo::Blah() и bar::Quux(), то добавление foo::Quux() не было бы проблемой.
Но всё может быть даже хуже!
В библиотеку Foo 2.0 могла быть добавлена функция foo::Quux(), про которую компилятор по ряду причин посчитает, что она однозначно лучше подходит для некоторых ваших вызовов Quux(), чем bar::Quux(), вызывавшаяся в вашем коде на протяжении многих лет. Тогда ваш код все равно скомпилируется, но будет молча вызывать неправильную функцию и делать бог весть что. И это может привести к куче неожиданных и сложноотлаживающихся ошибок.
Имейте в виду, что пространство имен std:: имеет множество идентификаторов, многие из которых являются очень распространенными (list, sort, string, iterator, swap), которые, скорее всего, могут появиться и в другом коде, либо наоборот, в следущей версии стандарта C++ в std добавят что-то, что совпадет с каким-то из идентификаторов в вашем существующем коде.
Если вы считаете это маловероятным, то посмотрим на реальные примеры со stackoverflow:
Вот тут был задан вопрос о том, почему код возвращает совершенно не те результаты, что от него ожидает разработчик. По факту там происходит именно описанное выше: разработчик передает в функцию аргументы неправильного типа, но это не вызывает ошибку компиляции, а компилятор просто молча использует вместо объявленной выше функции distance() библиотечную функцию std::distance() из std:: ставшего глобальным неймспейсом.
Второй пример на ту же тему: вместо функции swap() используется std::swap(). Опять же, никакой ошибки компиляции, а просто неправильный результат работы.
Так что подобное происходит гораздо чаще, чем кажется.
Урок №54. using-стейтменты
Обновл. 13 Сен 2021 |
Если вы часто используете Стандартную библиотеку C++, то постоянное добавление std:: к используемым объектам может быть несколько утомительным, не правда ли? Язык C++ предоставляет альтернативы в виде using-стейтментов.
Использование «using-объявления»
Одной из альтернатив является использование «using-объявления». Вот программа «Hello, world!» с «using-объявлением» в строке №5:
Использование «using-директивы»
Второй альтернативой является использование «using-директивы». Вот программа «Hello, world!» с «using-директивой» в строке №5:
Много разработчиков спорят насчет использования «using-директивы». Так как с её помощью мы подключаем ВСЕ имена из пространства имен std, то вероятность возникновения конфликтов имен значительно возрастает (но все же эта вероятность в глобальном масштабе остается незначительной). using namespace std; сообщает компилятору, что мы хотим использовать всё, что находится в пространстве имен std, так что, если компилятор найдет имя, которое не сможет распознать, он будет проверять его наличие в пространстве имен std.
Совет: Старайтесь избегать использования «using-директивы» (насколько это возможно).
Пример конфликта c «using-директивой»
Рассмотрим пример, где использование «using-директивы» создает неопределенность:
Здесь компилятор не сможет понять, использовать ли ему std::cout или функцию cout(), которую мы определили сами. В результате, получим ошибку неоднозначности. Хоть это и банальный пример, но если бы мы добавили префикс std:: к cout:
Или использовали бы «using-объявление» вместо «using-директивы»:
Тогда наша программа была бы без ошибок.
Большинство программистов избегают использования «using-директивы» именно по этой причине. Другие считают это приемлемым до тех пор, пока «using-директива» используется только в пределах отдельных функций (что значительно сокращает масштабы возникновения конфликтов имен).
Области видимости «using-объявления» и «using-директивы»
Если «using-объявление» или «using-директива» используются в блоке, то они применяются только внутри этого блока (по обычным правилам локальной области видимости). Это хорошо, поскольку уменьшает масштабы возникновения конфликтов имен до отдельных блоков. Однако многие начинающие программисты пишут «using-директиву» в глобальной области видимости (вне функции main() или вообще вне любых функций). Этим они вытаскивают все имена из пространства имен std напрямую в глобальную область видимости, значительно увеличивая вероятность возникновения конфликтов имен. А это уже не хорошо.
Правило: Никогда не используйте using-стейтменты вне тела функций.
Отмена/замена using-стейтментов
Как только один using-стейтмент был объявлен, его невозможно отменить или заменить другим using-стейтментом в пределах области видимости, в которой он был объявлен. Например:
Урок №53. Пространства имен
Этот урок является продолжением урока №24.
Конфликт имен
Конфликт имен возникает, когда два одинаковых идентификатора находятся в одной области видимости, и компилятор не может понять, какой из этих двух следует использовать в конкретной ситуации. Компилятор или линкер выдаст ошибку, так как у них недостаточно информации, чтобы решить эту неоднозначность. Как только программы увеличиваются в объемах, количество идентификаторов также увеличивается, следовательно, увеличивается и вероятность возникновения конфликтов имен.
Рассмотрим пример такого конфликта. boo.h и doo.h — это заголовочные файлы с функциями, которые выполняют разные вещи, но имеют одинаковые имена и параметры.
Если boo.h и doo.h скомпилировать отдельно, то всё пройдет без инцидентов. Однако, соединив их в одной программе, мы подключим две разные функции, но с одинаковыми именами и параметрами, в одну область видимости (глобальную), а это, в свою очередь, приведет к конфликту имен. В результате, компилятор выдаст ошибку. Для решения подобных проблем и добавили в язык С++ такую концепцию, как пространства имен.
Что такое пространство имен?
Пространство имен определяет область кода, в которой гарантируется уникальность всех идентификаторов. По умолчанию, глобальные переменные и обычные функции определены в глобальном пространстве имен. Например:
Глобальная переменная g_z и функция boo() определены в глобальном пространстве имен.
В примере, приведенном выше, при подключении файлов boo.h и doo.h обе версии doOperation() были включены в глобальное пространство имен, из-за чего, собственно, и произошел конфликт имен.
Чтобы избежать подобных ситуаций, когда два независимых объекта имеют идентификаторы, которые могут конфликтовать друг с другом при совместном использовании, язык C++ позволяет объявлять собственные пространства имен через ключевое слово namespace. Всё, что объявлено внутри пользовательского пространства имен, — принадлежит только этому пространству имен (а не глобальному).
Перепишем заголовочные файлы из вышеприведенного примера, но уже с использованием namespace:
Результатом будет еще одна ошибка:
C:\VCProjects\Test.cpp(15) : error C2065: ‘doOperation’ : undeclared identifier
Случилось так, что когда мы попытались вызвать функцию doOperation(), компилятор заглянул в глобальное пространство имен в поисках определения doOperation(). Однако, поскольку ни одна из наших версий doOperation() не находится в глобальном пространстве имен, компилятор не смог найти определение doOperation() вообще!
Существует два разных способа сообщить компилятору, какую версию doOperation() следует использовать: через оператор разрешения области видимости или с помощью using-стейтментов (о них мы поговорим на следующем уроке).
Доступ к пространству имен через оператор разрешения области видимости (::)
Первый способ указать компилятору искать идентификатор в определенном пространстве имен — это использовать название необходимого пространства имен вместе с оператором разрешения области видимости ( :: ) и требуемым идентификатором.
Например, сообщим компилятору использовать версию doOperation() из пространства имен Boo :
Пространства имен (C++)
В следующем примере показано объявление пространства имен и продемонстрированы три способа доступа к членам пространства имен из кода за его пределами.
Использование полного имени:
Чтобы добавить в область видимости один идентификатор, используйте объявление using:
Чтобы добавить в область видимости все идентификаторы пространства имен, используйте директиву using:
Директивы using
using Директива позволяет использовать все имена в namespace для использования без using в качестве явного квалификатора. Использование директивы using в файле реализации (т. е. *. cpp) при использовании нескольких различных идентификаторов в пространстве имен; Если вы используете только один или два идентификатора, рассмотрите использование объявления using, чтобы привести эти идентификаторы в область, а не все идентификаторы в пространстве имен. Если локальная переменная имеет такое же имя, как и переменная пространства имен, то переменная пространства имен будет скрытой. Создавать переменную пространства имен с те же именем, что и у глобальной переменной, является ошибкой.
Директиву using можно поместить в верхнюю часть CPP-файла (в области видимости файла) или внутрь определения класса или функции.
Без особой необходимости не размещайте директивы using в файлах заголовков (*.h), так как любой файл, содержащий этот заголовок, добавит все идентификаторы пространства имен в область видимости, что может вызвать скрытие или конфликты имен, которые очень трудно отлаживать. В файлах заголовков всегда используйте полные имена. Если эти имена получаются слишком длинными, используйте псевдоним пространства имен для их сокращения. (См. ниже.)
Объявление пространств имен и их членов
Как правило, пространство имен объявляется в файле заголовка. Если реализации функций находятся в отдельном файле, определяйте имена функций полностью, как показано в следующем примере.
Реализации функций в контосодата. cpp должны использовать полное имя, даже если поместить using директиву в начало файла:
Пространство имен может быть объявлено в нескольких блоках в одном файле и в нескольких файлах. Компилятор соединит вместе все части во время предварительной обработки и полученное в результате пространство имен будет содержать все члены, объявленные во всех частях. Примером этого является пространство имен std, которое объявляется в каждом из файлов заголовка в стандартной библиотеке.
Члены именованного пространства имен могут определяться за его границами, если они объявлены путем явной квалификации определяемого пространства имен. Однако определение должно располагаться после точки объявления в пространстве имен, окружающем то пространство имен, где находится объявление. Пример:
Эта ошибка может возникнуть, когда члены пространства имен объявляются в нескольких файлах заголовка и эти заголовки не включены в правильном порядке.
Глобальное пространство имен
Пространство имен std
Вложенные пространства имен
Пространства имен могут быть вложенными. Обычное вложенное пространство имен имеет неполный доступ к членам родительского элемента, но родительские элементы не имеют неполного доступа к вложенному пространству имен (если только оно не объявлено как встроенное), как показано в следующем примере:
Обычные вложенные пространства имен можно использовать для инкапсуляции данных о внутренней реализации, которые не являются частью открытого интерфейса родительского пространства имен.
Встроенные пространства имен (C++ 11)
В отличие от обычных вложенных пространств имен члены встроенного пространства имен обрабатываются как члены родительского пространства имен. Эта особенность позволяет выполнять поиск перегруженных функций с зависимостью от аргументов среди функции, которые имеют перегрузки в родительском и вложенном встроенном пространстве имен. Это также позволяет объявлять специализации в родительском пространстве имен для шаблонов, объявленных во встроенном пространстве имен. В следующем примере показано, как внешний код привязывается к встроенному пространству имен по умолчанию.
В следующем примере показано, как можно объявить специализацию в родительском пространстве имен шаблона, объявленного во встроенном пространстве имен.
Встроенные пространства имен можно использовать как механизм управления версиями для управления изменениями в открытом интерфейсе библиотеки. Например, можно создать одно родительское пространство имен и инкапсулировать каждую версию интерфейса в своем собственном пространстве имен, вложенном в родительское. Пространство имен, которое содержит самую последнюю или основную версию, квалифицируется как встроенное и поэтому представляется так, будто оно является непосредственным членом родительского пространства имен. Клиентский код, вызывающий Parent::Class, автоматически привязывается к новому коду. Клиенты, которые предпочитают использовать старую версию, могут по-прежнему получить доступ к ней, используя полный путь к вложенному пространству имен, содержащему данный код.
Ключевое слово inline должно применяться к первому объявлению пространства имен в единице компиляции.
Псевдонимы пространств имен
Имена пространств имен должны быть уникальными, из-за чего зачастую они получаются не слишком короткими. Если длина имени затрудняет чтение кода или утомительно вводить файл заголовка, где нельзя использовать директивы using, можно создать псевдоним пространства имен, который служит аббревиатурой для фактического имени. Пример:
анонимные или безымянные пространства имен
Вы можете создать явное пространство имен, но не присвоить ему имя.
Это называется безымянным или анонимным пространством имен, и его можно использовать, если нужно сделать объявления переменных невидимыми для кода в других файлах (т. е. обеспечить их внутреннюю компоновку) без создания именованного пространства имен. Весь код, находящийся в том же файле, может видеть идентификаторы в безымянном пространстве имен, но эти идентификаторы, а также само пространство имен, будет невидимым за пределами этого файла или, точнее, вне блока перевода.
Std:: или using namespace std;
2) Почему даже в несложных программах многие спецы предпочитают вместо коротких имён давать переменным пространные имена?
3) Почему многие спецы для несложных программ вместо необходимых заголовочных файлов используют библиотеки «на все случаи жизни»?
Утрируя, можно сказать, что простая программа сложения двух чисел:
Зачем часто писать std. если можно один раз using namespace std?
зачем часто писать std:: если можно один раз using namespace std?
Решение
1) Посмотрите внизу похожие темы. Это обсуждалось уже не раз.
2) Имена должны быть понятными. Хотя в программе из 10 строк тяжело запутаться, все равно лучше называть переменные нормально.
3) Так спецы точно не делают
1) неймспейсы для того и нужны чтоб раскидать имена в пространства имён. Если вам захочется определить свой класс который тоже называется cout то можете это сделать реализовав его в другом пространстве имен, иначе будет конфликт имен.
2) привычка и/или перфекционизм, наверное.
3) не понял вопрос. где какая библиотека нужна ту и надо использовать а не включать лишнее
Добавлено через 8 минут
Общее соображение такого, что любой мастер в любом деле со временем нарабатывает определённый стиль. Этот стиль вбирает в себя весь опыт мастера, все его ошибки и неудачи. Его стиль будет эффективным, но не всегда оптимальным. Зато его решения будут, как правило, работать почти всегда. И стиль его именно такой потому что он со временем набрал в свой багаж то, что работает хорошо и работает почти всегда.
Однажды вы назовёте переменные кириллицей, а потом будете плеваться, когда вам станет необходимо перекомпилировать свой код другим компилятором. В следующий раз вы не то что не станете пользоваться кириллицей, а даже не задумаетесь о такой возможности.
Если мастер не делает чего-то очевидного, скорее всего это означает, что там есть подводные камни, на которые мастер уже наступал. Возможно ни один раз.