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C++编译单元和命名空间

编译单元

编译单元,指的是代码的物理组织形式。根据C++标准,每一个cpp 文件就是一个编译单元。
  • 编译器不会去编译 `.h` 或者 `.hpp` 文件;
  • 编译器只会编译 `.c` 或 `.cpp` 文件;
简单来说,当一个c或cpp文件在编译时,预处理器首先递归包含头文件,这也就是为什么常会有:#ifndef……#define……#endif。之后,形成一个含有所有必要信息的单个源文件,这个源文件就是一个编译单元。这个编译单元会被编译成为一个与cpp文件名同名的目标文件 。

编译器不能检查跨越目标文件或编译单元之间的名称冲突,这是链接器的工作。链接器把不同编译单元中产生的符号联系起来,构成一个可执行程序。如:

//文件first.cpp
int integerValue = http://www.mamicode.com/0;>

GCC将C++代码转为机器码,理论上需要四个步骤:预处理(preprocessing)、编译(compilation)、汇编(assembly)以及链接(linking)3;四个步骤对应四个主体:预处理器(preprocessor)、编译器(compiler)、汇编器(assembler)以及链接器(linker)。实际预处理与编译其实是一个步骤,共需要三个步骤:预处理&编译、汇编以及链接。参见:GCC的C++入门。

宏include的作用

C/C++中的宏本质是文本处理器,`#include` 从机制上来说,只是一种内容的拷贝。参见:深入理解include预编译原理。

作用域

作用域指的是对象(变量、类or函数)的可见性。作用域有:类内部,代码块内部,函数内部等等。函数外部声明和定义的变量的作用域为整个文件,从定义处到本文件末尾。如果函数内部局部变量和外部的全局变量重名,此时在函数内操作外部全局变量时就要使用作用域操作符 `::` 符号。 如:
int integerValue = http://www.mamicode.com/0; //全局变量>

链接性

名称链接性分为内部(internal)和外部(external),指的是:名称在一个还是多个编译单元中可用。const变量默认链接性为内部,如果要修改需要显示的声明进行覆盖。

命名空间

命名空间基本思想是,将相关的项目组合到一个特定的(已命名区域)。关键字namespace,用法类似结构体和类:namespace 名称{} 。对于已命名的命名空间,可以有多个实例。这些实例可以在一个文件中,也可在不同的编译单元,编译器会把它们合并成一个命名空间。

命名空间可以嵌套,因为命名空间的定义也是声明,如:

namespace Window{
	namespace Pane{
		int a;
	}
}
// 在命名空间外部访问就是:
Window::Pane::a;
命名空间中可以声明和定义函数,但是优秀的设计一般将接口(声明)和实现(定义)分开,所以命名空间定义中一般只放声明。详见Google C++ Style Guide 。添加新成员,只能在命名空间体体内进行。
命名空间使用,using关键字导入后,作用域从声明处到当前作用域结束
  • using编译:将命名空间中声明的所有名称导入当前作用域。 如:using namespace std;  
  • using声明:将命名空间中声明的指定名称导入到当前作用。如 :using std::cout;  
命名空间可以起别名,尤其对于命名空间名字很长时适用,注意不要和已有的命名空间冲突。未命名命名空间,常用于防止目标文件和其他编译单元中的全局数据发生名称冲突。每个编译单元都有一个独一无二的未命名名称空间。