何时使用命名空间或结构体？

Question

我刚刚在阅读http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/namespaces/上的一些内容，似乎结构体也能够做到同样的事情？甚至一个类也可以。也许有人在这里可以更好地定义命名空间是什么，以及它与结构体 / 类的区别？

- Justen

Answer 1

命名空间和类类型不能完成相同的任务。命名空间主要用于将类型和函数分组以避免名称冲突，而类类型则包含操作数据的数据和操作。

如果仅使用类类型来分组函数和对象，则必须使它们为静态：

struct X {
    static void f();
};

如果没有使用static，你必须创建类的实例才能使用它们。在此处使用命名空间会更加合适：

namespace X {
    void f();
}

另一个重要的事情是using声明和指令：

namespace X {
    void f();
    void g();
}

void h() {
    using X::f;
    f(); // f() now visible in current scope
    using namespace X;
    f(); g(); // both visible
}

对于类类型来说，没有任何机制可以实现这一点。

与命名空间相比，类类型的优势在于您可以拥有具有不同状态的多个实例 - 如果需要，请使用类类型。

- Georg Fritzsche

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此外，结构体和命名空间的设计初衷是解决不同的问题。因此，当您使用命名空间时，您传达的是与使用结构体时不同的关于您试图实现的目标的信息。 - wilhelmtell

“using” 构造在许多情况下是不明智的。维护者通常比用户更清楚这一点。如果维护者想要确保在有大量开发人员的环境中显式使用他的库，建议使用 struct/static。我喜欢在这种用法前加上解释：struct X { // create an explicit-only namespace。 - Erik Aronesty

命名空间的使用最好通过样式规则（通过审查或linting规则）进行更好的控制，而不是重载其他结构。 - Georg Fritzsche

Answer 2

看起来每个人都在发表自己的观点，那我也加入进来。

首先要明确一点：namespace和struct是完全不同的东西：它们有不同的语法和不同的语义。

很明显：

• struct引入了一个类型，你可以将它用作模板参数
• namespace可以分布在多个文件中

从语法上来说：

• 两者都可以被“别名”，命名空间使用namespace ns = mylong::name::space;，结构体使用typedef mylong::name::Space lilstruct;
• ADL(或相关参数查找)专门针对命名空间进行优化

从语义上来说：

• namespace仅定义符号的范围，这允许将一起工作的对象(类和自由函数)组合在一起，同时将它们与世界其他部分隔离开来(名称冲突)。因此，它通常表示项目中的逻辑单元(对于小型项目，只有一个命名空间)。
• struct或class定义数据和操作方法之间的逻辑绑定，这是封装的基石。它通常有一个明确的责任和一些不变量。

请注意，有时候struct或class只是用来绑定一起工作的对象，而没有任何逻辑，例如struct Person { std::string name, firstName; };。

话虽如此：在C++中，没有必要使用struct的static方法。这只是Java或C#及其“纯”面向对象方法的扭曲。C++支持自由函数，因此没有使用它们的理由，特别是因为它对封装更好(它们不能访问私有/受保护的部分，因此你无法破坏不变量，并且它们也不依赖于类的表示)。

- Matthieu M.

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这可能不是最佳答案，但仍然是一个很好的答案。它真正解释了如何和为什么。我喜欢它！ - Dogunbound hounds

Answer 3

如果您不希望人们在使用您的类时使用C++的“using”功能，这可能是危险的，并且在复杂代码中经常不被建议，那么请使用具有静态结构体。换句话说：如果您的函数应始终使用“group :: function”进行引用，则可以通过声明为struct来限制用户。此外，重要的是，在旧版本的C ++中可以前向声明结构体，但在C ++ 11之前无法使用名称空间进行此操作。请考虑：

std::string out zip::pack(const std::string &in)
std::string out zip::unpack(const std::string &in)

在这种情况下，要求用户指定zip::是有意义的。它简短、具体且信息量丰富。如果没有它，底层函数的名称就会含糊不清。使用带有静态变量的结构体。

考虑：

std::string out CorpDataUtils::zipPack(const std::string &in)
std::string out CorpDataUtils::zipUnpack(const std::string &in)

这些肯定应该放在一个命名空间中。命名空间的名称很长，不太具有信息性，可能更多地与维护它的人员组织有关 - 这很好...但实际上它应该是一个命名空间...而不是一个结构体。

- Erik Aronesty

Answer 4

如果可以使用命名空间来完成，就使用命名空间。

结构体不仅仅定义了一个作用域，它还定义了一个类型。

- Pavel Radzivilovsky

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当命名空间嵌套不一致时，我觉得很烦人。例如，我讨厌Boost库中有些库有自己的嵌套命名空间，而其他库却没有，因为这样不统一。为什么可以说boost::bind()，但必须说boost::assign::list_of()呢？要么_总是_将项目放在自己的命名空间中，要么_从不_这样做 - 这样你的用户在第一次尝试时就能直观地正确使用你的名称。 - wilhelmtell

Answer 5

在C ++中，结构体（struct）与类（class）完全相同，只是结构体默认为公共的，而类默认为私有的。因此，当您想要将自由函数分组在一起时，请使用命名空间。当您想要对数据和函数进行分组时，请使用结构体/类，并可选择在其周围使用命名空间。
请注意，如果您将函数放在结构体中，则在调用这些函数时必须拥有结构体实例，除非它们是静态的。

- Chris H

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“当你想要将数据和函数分组时，请使用结构体/类，并可选择在其周围使用命名空间。”：“错误”。这并不是你在两者之间进行选择的方式。 - wilhelmtell

你会如何在两者之间做出选择？ - J. Jaksche

Answer 6

当创建自己的库时，通常最好的做法是给所有导出的函数和类命名空间。

这样，如果有人包含了您的库，他们不会污染自己的命名空间，并且名称冲突的可能性较小。

- user297250

Answer 7

这是一个反例，使用struct而不是namespace会带来一些意想不到的好处。

我想将一个2D问题的解决方案推广到K维。 2D解决方案被封装在一个命名空间中。

模板来拯救了。 我开始改变实现：

struct Point;

到

template< size_t DIMS >
struct Point;

我需要对大多数类、结构体和函数进行模板化。这是繁琐、重复且容易出错的。然后我有了这个恶作剧的想法。我改变了

  namespace KDimSpace {

到

  template< size_t DIMS >
  struct KDimSpace {

然后基本上就是这样了。我可以去掉所有template< size_t DIMS >里面的垃圾。这样更容易——维度的数量DIMS只声明一次，由所有类型和函数一致使用。

然后，还有另外一件事——而不是将实现的内部隐藏在::detail子命名空间后面，有public:和private:！

有两个烦恼：

• 函数必须标记为静态
• 不可能定义运算符（例如std::ostream的operator<<），因为运算符不能被标记为静态（然后ADL也可能会产生问题）。

最后——C++语言可以更好，用较少的原语而不是更多的原语。我希望命名空间与结构体尽可能接近类。

- az5112

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这正是我一直在寻找的答案。然而，我发现了一个额外的好处，结构体中的函数可以互相调用，即使它们的定义顺序不一致，也不需要函数声明。而命名空间则要求在调用之前先进行前向声明或定义foo。示例代码：https://godbolt.org/z/s47jTPq4z - undefined

这正是我一直在寻找的答案。然而，我发现了一个额外的好处，结构体中的函数可以互相调用，即使它们的定义顺序不正确，也不需要函数声明。命名空间要求您在调用之前先前声明或定义foo。示例代码：https://godbolt.org/z/s47jTPq4z - Joseph Garvin