C++頭文件和std命名空間（精闢）

C++是在C語言的基礎上開發的，早期的 C++ 還不完善，不支持命名空間，沒有本身的編譯器，而是將 C++ 代碼翻譯成C代碼，再經過C編譯器完成編譯。這個時候的 C++ 仍然在使用C語言的庫，stdio.h、stdlib.h、string.h 等頭文件依然有效；此外 C++ 也開發了一些新的庫，增長了本身的頭文件，例如：

• iostream.h：用於控制檯輸入輸出頭文件。
• fstream.h：用於文件操做的頭文件。
• complex.h：用於複數計算的頭文件。

和C語言同樣，C++ 頭文件仍然以.h爲後綴，它們所包含的類、函數、宏等都是全局範圍的。

後來 C++ 引入了命名空間的概念，計劃從新編寫庫，將類、函數、宏等都統一歸入一個命名空間，這個命名空間的名字就是std。std 是 standard 的縮寫，意思是「標準命名空間」。

可是這時已經有不少用老式 C++ 開發的程序了，它們的代碼中並無使用命名空間，直接修改原來的庫會帶來一個很嚴重的後果：程序員會由於不肯花費大量時間修改老式代碼而極力反抗，拒絕使用新標準的 C++ 代碼。

C++ 開發人員想了一個好辦法，保留原來的庫和頭文件，它們在 C++ 中能夠繼續使用，而後再把原來的庫複製一份，在此基礎上稍加修改，把類、函數、宏等歸入命名空間 std 下，就成了新版 C++ 標準庫。這樣共存在了兩份功能類似的庫，使用了老式 C++ 的程序能夠繼續使用原來的庫，新開發的程序可使用新版的 C++ 庫。

爲了不頭文件重名，新版 C++ 庫也對頭文件的命名作了調整，去掉了後綴.h，因此老式 C++ 的iostream.h變成了iostream，fstream.h變成了fstream。而對於原來C語言的頭文件，也採用一樣的方法，但在每一個名字前還要添加一個c字母，因此C語言的stdio.h變成了cstdio，stdlib.h變成了cstdlib。

須要注意的是，舊的 C++ 頭文件是官方所反對使用的，已明確提出再也不支持，但舊的C頭文件仍然可使用，以保持對C的兼容性。實際上，編譯器開發商不會中止對客戶現有軟件提供支持，能夠預計，舊的 C++ 頭文件在將來數年內仍是會被支持。

下面是我總結的 C++ 頭文件的現狀：
1) 舊的 C++ 頭文件，如 iostream.h、fstream.h 等將會繼續被支持，儘管它們不在官方標準中。這些頭文件的內容不在命名空間 std 中。

2) 新的 C++ 頭文件，如 iostream、fstream 等包含的基本功能和對應的舊版頭文件類似，但頭文件的內容在命名空間 std 中。

注意：在標準化的過程當中，庫中有些部分的細節被修改了，因此舊的頭文件和新的頭文件不必定徹底對應。

3) 標準C頭文件如 stdio.h、stdlib.h 等繼續被支持。頭文件的內容不在 std 中。

4) 具備C庫功能的新C++頭文件具備如 cstdio、cstdlib 這樣的名字。它們提供的內容和相應的舊的C頭文件相同，只是內容在 std 中。

能夠發現，對於不帶.h的頭文件，全部的符號都位於命名空間 std 中，使用時須要聲明命名空間 std；對於帶.h的頭文件，沒有使用任何命名空間，全部符號都位於全局做用域。這也是 C++ 標準所規定的。

不過現實狀況和 C++ 標準所指望的有些不一樣，對於原來C語言的頭文件，即便按照 C++ 的方式來使用，即#include <cstdio>這種形式，那麼符號能夠位於命名空間 std 中，也能夠位於全局範圍中，請看下面的兩段代碼。

1) 使用命名空間 std：

1. include <cstdio>

2. int main(){
3. std::printf("http://c.biancheng.net\n");
4. return 0;
5. }

2) 不使用命名空間 std：

1. include <cstdio>

2. int main(){
3. printf("http://c.biancheng.net\n");
4. return 0;
5. }

這兩種形式在 Microsoft Visual C++ 和GCC下都可以編譯經過，也就是說，大部分編譯器在實現時並無嚴格遵循C++標準，它們對兩種寫法都支持，程序員可使用 std 也能夠不使用。

第 1) 種寫法是標準的，第 2) 種不標準，雖然它們在目前的編譯器中都沒有錯誤，但我依然推薦使用第 1) 種寫法，由於標準寫法會一直被編譯器支持，非標準寫法可能會在之後的升級版本中再也不支持。

使用C++的頭文件

雖然 C++ 幾乎徹底兼容C語言，C語言的頭文件在 C++ 中依然被支持，但 C++ 新增的庫更增強大和靈活，請讀者儘可能使用這些 C++ 新增的頭文件，例如 iostream、fstream、string 等。

前面幾節咱們使用了C語言的格式輸出函數 printf，引入了C語言的頭文件 stdio.h，將C代碼和 C++ 代碼混合在了一塊兒，我不推薦這樣作，請儘可能使用 C++ 的方式。下面的例子演示瞭如何使用 C++ 庫進行輸入輸出：

1. include <iostream>

2. include <string>

3. int main(){
4. //聲明命名空間std
5. using namespace std;
6. //定義字符串變量
7. string str;
8. //定義 int 變量
9. int age;
10. //從控制檯獲取用戶輸入
11. cin>>str>>age;
12. //將數據輸出到控制檯
13. cout<<str<<"已經成立"<<age<<"年了！"<<endl;
14. return 0;
15. }

運行結果：
C語言中文網↙
6↙
C語言中文網已經成立6年了！

string 是 C++ 中的字符串類，初學者能夠將 string 看作一種內置的數據類型，就像 int、float 等，能夠用來定義變量。cin 用於從控制檯獲取用戶輸入，cout 用於將數據輸出到控制檯，下節咱們會詳細講解。

讀者暫時不須要深刻了解這段代碼的細節，只須要留意using namespace std;，它聲明瞭命名空間 std，後續若是有未指定命名空間的符號，那麼默認使用 std，代碼中的 string、cin、cout 都位於命名空間 std。

在 main() 函數中聲明命名空間 std，它的做用範圍就位於 main() 函數內部，若是在其餘函數中又用到了 std，就須要從新聲明，請看下面的例子：

1. include <iostream>

2. void func(){
3. //必須從新聲明
4. using namespace std;
5. cout<<"http://c.biancheng.net"<<endl;
6. }
7. int main(){
8. //聲明命名空間std
9. using namespace std;
10. cout<<"C語言中文網"<<endl;
11. func();
12. return 0;
13. }

若是但願在全部函數中都使用命名空間 std，能夠將它聲明在全局範圍中，例如：

1. include <iostream>

2. //聲明命名空間std
3. using namespace std;
4. void func(){
5. cout<<"http://c.biancheng.net"<<endl;
6. }
7. int main(){
8. cout<<"C語言中文網"<<endl;
9. func();
10. return 0;
11. }

不少教程中都是這樣作的，將 std 直接聲明在全部函數外部，這樣雖然使用方便，但在中大型項目開發中是不被推薦的，這樣作增長了命名衝突的風險，我推薦在函數內部聲明 std。

不過爲了方便，本教程仍是忍不住違反了原則，後面有不少代碼都在全局範圍內聲明瞭 std。