Namensbereiche

Ein Namensbereich (engl. namespace) ist ein Mechanismus zum Gruppieren logisch zusammengehöriger Deklarationen. Diese Technik wird vorwiegend bei größeren Projekten eingesetzt, bei denen durch Namensbereiche repräsentierte Module oft Hunderte von Funktionen, Klassen und Templates beinhalten.

Ein Namensbereich ist ein Gültigkeitsbereich für Namen. In verschiedenen Namensbereichen können gleiche Namen verwendet werden, ohne dass es zu Verwechslungen kommt. Die üblichen Regeln für Gültigkeitsbereiche treffen auch für Namensbereiche zu.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <string>

namespace name1
{
    double f();
    int g(int i);
}

namespace name2
{
    void h(std::string s);
    int number;
}

double name1::f() { /*...*/ }
int name1::g(int i) { /*...*/ }

void name2::h(std::string s)
{
    std::cout << s << name1::f() << " "
          << name1::g(number) << std::endl;
{}

Anmerkungen:

• Der Qualifizierer name2 bei der Implementierung von h ist notwendig, um festzuhalten, dass die Funktion h zu name2 gehört und nicht eine globalen Funktion ist.

• Die Variable number braucht nicht qualifiziert zu werden, da sie zum selben Namensbereich (name2) gehört wie die Funktion h selbst.

• Die Funktionen f und g gehören zum Namensbereich name1 und müssen somit qualifiziert werden.

• string und cout gehören zur Standardbibliothek und somit zum Namensbereich std.

Der Sinn von Namensbereichen ist an dieser Stelle vielleicht nicht ersichtlich, aber, wenn man sich ein großes Projekt mit vielen Hunderten von Klassen und Funktionen vorstellt, wird einem schnell klar, dass durch Namensbereiche Namenskollisionen vermieden werden, die gerade bei großen Projekten nur schwer zu finden sind.

Wird ein Name häufig außerhalb seines Namensbereichs benutzt, wird es schnell lästig und auch unübersichtlich, ihn immer wieder zu qualifizieren. Dies kann mit Hilfe der using-Deklaration vermieden werden, die ein lokales Synonym erzeugt. Es können auch alle Namen eines Namensbereichs mit der using-Direktive verfügbar gemacht werden. Man betrachte für die beiden Varianten von using folgendes Beispiel:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;  // using Direktive

namespace name1
{
    double f();
    int g(int i);
}

namespace name2
{
    void h(string s);
    int number;
    using name1::f;  // using Deklaration
}

double name1::f() { /*...*/ }
int name1::g(int i) { /*...*/ }

void name2::h(string s)
{
    using name1::g;  // using Deklaration
    cout << s << f() << " " << g(number) << endl;
}

Anmerkungen:

• Aufgrund der using-Direktive können alle Namen der C++ Standardbibliothek in diesem Beispiel ohne Qualifizierer benutzt werden. Da diese Form der Veröffentlichung von Namen den Mechanismus der Namensbereiche zunichte macht, sollte eine globale using-Direktive eher sparsam eingesetzt werden. Vor allem sollte sie, wenn möglich, in Headerdateien vermieden werden, weil automatisch alle Dateien, die diese Datei einbinden, sie auch beinhalten.

• Es ist meistens eine gute Idee, eine using-Deklaration so lokal wie möglich zu halten. Speziell sollte man sich bei using-Deklarationen innerhalb einer Namensbereichsdefinition überlegen, ob alle Funktionen einen Bezug zu dem Synonym haben.

• Da im Praktikum nur mit dem Namensraum std der Standardbibliothek gearbeitet wird, kann dort zur Vereinfachung von dieser Regel abgewichen werden und die Anweisung
  cpp using namespace std; in allen .cpp- und .h-Dateien nach den Includes der Standardbibliothek eingesetzt werden.