C++标准库和std命名空间

C++ 是在C语言的基础上开发的，早期的 C++ 还不完善，不支持命名空间，没有自己的编译器，而是将 C++ 代码翻译成C代码，再通过C编译器完成编译。这个时候的 C++ 仍然在使用C语言的库，stdio.h、stdlib.h、string.h 等头文件依然有效；此外 C++ 也开发了一些新的库，增加了自己的头文件，例如：

iostream.h：用于控制台输入输出头文件。
fstream.h：用于文件操作的头文件。
complex.h：用于复数计算的头文件。

和C语言一样，C++ 头文件仍然以.h为后缀，它们所包含的类、函数、宏等都是全局范围的。

后来 C++ 引入了命名空间的概念，计划重新编写库，将类、函数、宏等都统一纳入一个命名空间，这个命名空间的名字就是std。std 是 standard 的缩写，意思是“标准命名空间”。

但是这时已经有很多用老式 C++ 开发的程序了(个人：这里指的是使用老式的C++库开发的应用程序，如果C++库重写的话，这里的应用代码里使用到C++库的地方需要重写修改)，它们的代码中并没有使用命名空间，直接修改原来的库会带来一个很严重的后果：程序员会因为不愿花费大量时间修改老式代码而极力反抗，拒绝使用新标准的 C++ 代码。

C++ 开发人员想了一个好办法，

保留原来的库和头文件，它们在 C++ 中可以继续使用，
然后再把原来的库复制一份，在此基础上稍加修改，把类、函数、宏等纳入命名空间 std 下，就成了新版 C++ 标准库。

这样共存在两份功能相似的库，

使用了老式 C++ 的程序可以继续使用原来的库，
新开发的程序可以使用新版的 C++ 库。

为了避免头文件重名，

新版 C++ 库也对头文件的命名做了调整，去掉了后缀.h，所以老式 C++ 的iostream.h变成了iostream，fstream.h变成了fstream。
而对于原来C语言的头文件，也采用同样的方法，但在每个名字前还要添加一个c字母，所以C语言的stdio.h变成了cstdio，stdlib.h变成了cstdlib。

需要注意的是，旧的C++ 头文件是官方所反对使用的，已明确提出不再支持，但旧的C头文件仍然可以使用，以保持对C的兼容性。实际上，编译器开发商不会停止对客户现有软件提供支持，可以预计，旧的 C++ 头文件在未来数年内还是会被支持。(个人：实测，vstudio2022,clion+mingw64中已经不支持了)

标准C头文件如 stdio.h、stdlib.h 等继续被支持。头文件的内容不在 std 中。
具有C库功能的新C++头文件具有如 cstdio、cstdlib 这样的名字。它们提供的内容和相应的旧的C头文件相同，只是内容在 std 中。

可以发现，

对于不带.h的头文件，所有的符号都位于命名空间 std 中，使用时需要声明命名空间 std；
对于带.h的头文件，没有使用任何命名空间，所有符号都位于全局作用域。这也是 C++ 标准所规定的。

不过现实情况和C++标准所期望的有些不同，对于原来C语言的头文件，即使按照 C++ 的方式来使用，即#include <cstdio>这种形式，那么符号可以位于命名空间 std 中，也可以位于全局范围中，请看下面的两段代码。

使用命名空间 std：

#include <cstdio>
int main(){
std::printf("http://www.baidu.com\n");
return 0;
}

不使用命名空间 std：

#include <cstdio>
int main(){
printf("http://www.baidu.com\n");
return 0;
}

这两种形式在 Microsoft Visual C++ 和 GCC 下都能够编译通过，也就是说，大部分编译器在实现时并没有严格遵循标准，它们对两种写法都支持，程序员可以使用 std 也可以不使用。第 1) 种写法是标准的，第 2) 种不标准，虽然它们在目前的编译器中都没有错误，但我依然推荐使用第 1) 种写法，因为标准写法会一直被编译器支持，非标准写法可能会在以后的升级版本中不再支持。

使用C++的头文件

虽然 C++ 几乎完全兼容C语言，C语言的头文件在 C++ 中依然被支持，但 C++ 新增的库更加强大和灵活，请读者尽量使用这些 C++ 新增的头文件，例如 iostream、fstream、string 等。

前面几节我们使用了C语言的格式输出函数 printf，引入了C语言的头文件 stdio.h，将C代码和 C++ 代码混合在了一起，我不推荐这样做，请尽量使用 C++ 的方式。下面的例子演示了如何使用 C++ 库进行输入输出：

#include <iostream>
#include <string>
int main(){
    //声明命名空间std
    using namespace std;
   
    //定义字符串变量
    string str;
    //定义 int 变量
    int age;
    //从控制台获取用户输入
    cin>>str>>age;
    //将数据输出到控制台
    cout<<str<<"已经成立"<<age<<"年了！"<<endl;
    return 0;
}

运行结果：

岳麓书院↙
1↙
岳麓书院已经成立1年了！

string 是 C++ 中的字符串类，初学者可以将 string 看做一种内置的数据类型，就像 int、float 等，可以用来定义变量。cin 用于从控制台获取用户输入，cout 用于将数据输出到控制台。

using namespace std;，它声明了命名空间 std，后续如果有未指定命名空间的符号，那么默认使用 std，代码中的 string、cin、cout 都位于命名空间 std。

在 main() 函数中声明命名空间 std，它的作用范围就位于 main() 函数内部，如果在其他函数中又用到了 std，就需要重新声明，请看下面的例子：

#include <iostream>
void func(){
    //必须重新声明
    using namespace std;
    cout<<"http://www.baidu.com"<<endl;
}
int main(){
    //声明命名空间std
    using namespace std;
   
    cout<<"岳麓书院"<<endl;
    func();
    return 0;
}

如果希望在所有函数中都使用命名空间 std，可以将它声明在全局范围中，例如：

#include <iostream>
//声明命名空间std
using namespace std;
void func(){
    cout<<"http://www.baidu.com"<<endl;
}
int main(){
    cout<<"岳麓书院"<<endl;
    func();
    return 0;
}

很多教程中都是这样做的，将 std 直接声明在所有函数外部，这样虽然使用方便，但在中大型项目开发中是不被推荐的，这样做增加了命名冲突的风险，我推荐在函数内部声明 std。

posted on 2022-07-12 15:27 朴素贝叶斯阅读(705) 评论(0) 编辑收藏举报

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