全局范围与全局命名空间答案

【问题标题】：Global scope vs global namespace全局范围与全局命名空间
【发布时间】：2024-01-24 12:24:01
【问题描述】：

我看到了这两个短语的用法：全局作用域和全局命名空间。它们有什么区别？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

在 C++ 中，每个名称都有其不存在的范围。范围可以通过多种方式定义：它可以通过 namespace、functions、classes 和 { }.

所以一个命名空间，无论是全局的还是其他的，都定义了一个范围。全局命名空间是指使用::，在这个命名空间中定义的符号被称为具有全局作用域。默认情况下，符号存在于全局命名空间中，除非它在以关键字namespace 开头的块内定义，或者它是类的成员，或者是函数的局部变量：

int a; //this a is defined in global namespace
       //which means, its scope is global. It exists everywhere.

namespace N
{
     int a;  //it is defined in a non-global namespace called `N`
             //outside N it doesn't exist.
}
void f()
{
   int a;  //its scope is the function itself.
           //outside the function, a doesn't exist.
   {
        int a; //the curly braces defines this a's scope!
   }
}
class A
{
   int a;  //its scope is the class itself.
           //outside A, it doesn't exist.
};

还请注意，name 可以被命名空间、函数或类定义的内部范围隐藏。因此名称空间N 内的名称a 将名称a 隐藏在全局名称空间中。同理，函数和类中的名称隐藏了全局命名空间中的名称。如果遇到这种情况，可以使用::a 来引用全局命名空间中定义的名称：

int a = 10;

namespace N
{
    int a = 100;

    void f()
    {
         int a = 1000;
         std::cout << a << std::endl;      //prints 1000
         std::cout << N::a << std::endl;   //prints 100 
         std::cout << ::a << std::endl;    //prints 10
    }
}

【讨论】：

如果我们想在函数void f(){}中访问'a'（定义在命名空间N中）应该怎么做
@rimiro: 如果a 在函数范围内声明，则不能从函数外部访问它。
所以命名空间是一种范围？
@JozefMikušinec.. 是的.. :-)

【解决方案2】：

“作用域”是比“命名空间”更笼统的术语。每个命名空间、类和代码块都定义了一个作用域，其中声明的名称可以在其中使用；命名空间是在类和函数之外声明的名称的容器。

“全局作用域”和“全局命名空间”可以或多或少互换使用；在命名空间中声明的名称的范围涵盖整个命名空间。如果您专门指的是命名空间，请使用“命名空间”，如果您指的是名称在其中的可见性，请使用“范围”。

【讨论】：

【解决方案3】：

例如，当您声明一个全局变量int i 时，我们会说i is in the global namespace 和has the global namespace scope。就是这样。

摘自 C++03：

3.3.5 Namespace scope   

    The outermost declarative region of a translation unit is also a namespace, called
  the global namespace. A name declared in the global namespace has global namespace
  scope (also called global scope).

【讨论】：

【解决方案4】：

Scope 表示对象的生命周期，您可以拥有一个只要程序执行就存在的全局变量，或者您可以拥有一个具有块范围的变量，只要该代码块执行就存在。考虑这个例子：

#include <iostream>

int a = 100;

main () {
    int a = 200;

    std::cout << "local a is: " << a << std::endl;
    std::cout << "global a is: " << ::a << std::endl;

    return 0;
}

执行该语句时将打印local a is: 200，这显然是意料之中的，因为我们在main 中重新定义了a，它留在了它的封闭块的范围内。我们还打印了全局 ::a，它再次打印了预期值 100，因为我们已经请求了全局命名空间 ::。

命名空间语义大多是合乎逻辑的，它是一种将符号彼此隔离的方式，希望避免名称冲突，它不会影响对象的生命周期。

另一方面，作用域表示对象的生命周期，全局 a 在本地 a 之前出现，因为它的构造比 main 执行要早得多。但是，作用域也强制符号上的命名空间，但与namespace 所做的方式不同。有不同类型的作用域，global、class、function、block、file 等...

令人困惑的部分是作用域有时被重载以表示特定符号的可见性，这是从 C 中借用的东西，其中不存在命名空间的概念，而作用域被用来表示寿命和可见性。但是在 C++ 中，规则发生了一些变化，但术语 scope 仍然以相同的方式使用，因为这两种语言有很多共同的概念。

【讨论】：

很好，您强调了范围是对象生命周期所固有的想法。

【解决方案5】：

@Dmitriy Ryajov

这个话题有点老了，但我想就此提供帮助。我认为你不应该让事情变得比实际情况更复杂。标识符的Scope 是计算机程序的一部分，其中标识符（指程序中某个实体的名称）可用于查找所引用的实体。因此，术语范围仅适用于标识符，我们不应将其与对象的生命周期混为一谈。它们有些联系，但不应混淆。对象的生命周期由我们为该对象分配内存的位置表示。因此，例如，如果在堆栈上分配了内存，它将在函数完成后立即释放。所以这取决于我们存储对象的位置，这表示它的生命周期。范围仅说：“这是一个对象的名称，我们可以在此之前为该对象使用此名称”。所以，正如我所说，术语 scope 仅用于对象的标识符，而生命周期是其他东西，由我们存储对象的位置表示。

另外，我想说一下与此密切相关的linkage。这有时也可能令人困惑。假设我们在translation unit 中有一些标识符，它们引用了一些对象。 other 翻译单元中的相同标识符是否将引用相同的实体由链接表示。因此，例如，如果一个标识符有一个外部链接，我们可以通过使用关键字extern 声明它来引用该标识符所引用的实体，但来自其他翻译单元。现在，假设我们不想在其他翻译单元中使用该实体。然后，实体将exist 直到程序完成，但是当我们不声明它时，我们将无法引用它。另请注意，现在我混合了链接和生命周期这两个术语。但这是因为只有global 实体具有外部链接。函数内部的标识符不能被程序的其他部分引用。

结论：始终尽量保持简单。我很惊讶不同的人如何以不同的方式谈论这些术语。单独编译的整个过程是混乱的，因为有多个术语几乎具有相同的含义，可能每个人都会卡在这一点上。

【讨论】：