Cours de C/C++

Lorsque le programmeur donne un nom à un espace de nommage, celui-ci est appelé un espace de nommage nommé. La syntaxe de ce type d'espace de nommage est la suivante :

namespace nom
{
    déclarations | définitions
}

nom est le nom de l'espace de nommage, et déclarations et définitions sont les déclarations et les définitions des identificateurs qui lui appartiennent.

Contrairement aux régions déclaratives classiques du langage (comme par exemple les classes), un namespace peut être découpé en plusieurs morceaux. Le premier morceaux sert de déclaration, et les suivants d'extensions. La syntaxe pour une extension d'espace de nommage est exactement la même que celle de la partie de déclaration.

namespace A   // Déclaration de l'espace de nommage A.
{
   int i;
}
 
namespace B   // Déclaration de l'espace de nommage B.
{
    int i;
}
 
namespace A   // Extension de l'espace de nommage A.
{
    int j;
}

Les identificateurs déclarés ou définis à l'intérieur d'un même espace de nommage ne doivent pas entrer en conflit. Ils peuvent avoir les mêmes noms, mais seulement dans le cadre de la surcharge. Un espace de nommage se comporte donc exactement comme les zones de déclaration des classes et de la portée globale.

L'accès aux identificateurs des espaces de nommage se fait par défaut grâce à l'opérateur de résolution de portée (::), et en qualifiant le nom de l'identificateur à utiliser du nom de son espace de nommage. Cependant, cette qualification est inutile à l'intérieur de l'espace de nommage lui-même, exactement comme pour les membres des classes à l'intérieur de leur classe.

int i=1;    // i est global.
 
namespace A
{
    int i=2; // i de l'espace de nommage A.
    int j=i; // Utilise A::i.
}
 
int main(void)
{
    i=1;     // Utilise ::i.
    A::i=3;  // Utilise A::i.
    return 0;
}

Les fonctions membres d'un espace de nommage peuvent être définies à l'intérieur de cet espace, exactement comme les fonctions membres de classes. Elles peuvent également être définies en dehors de cet espace, si l'on utilise l'opérateur de résolution de portée. Les fonctions ainsi définies doivent apparaître après leur déclaration dans l'espace de nommage.

namespace A
{
    int f(void);   // Déclaration de A::f.
}
 
int A::f(void)     // Définition de A::f.
{
    return 0;
}

Il est possible de définir un espace de nommage à l'intérieur d'un autre espace de nommage. Cependant, cette déclaration doit obligatoirement avoir lieu au niveau déclaratif le plus externe de l'espace de nommage qui contient le sous-espace de nommage. On ne peut donc pas déclarer d'espaces de nommage à l'intérieur d'une fonction ou à l'intérieur d'une classe.

namespace Conteneur
{
    int i;              // Conteneur::i.
    namespace Contenu
    {
        int j;          // Conteneur::Contenu::j.
    }
}

Lorsque, lors de la déclaration d'un espace de nommage, aucun nom n'est donné, un espace de nommage anonyme est créé. Ce type d'espace de nommage permet d'assurer l'unicité du nom de l'espace de nommage ainsi déclaré. Les espaces de nommage anonymes peuvent donc remplacer efficacement le mot clé static pour rendre unique des identificateurs dans un fichier. Cependant, elles sont plus puissantes, parce que l'on peut également déclarer des espaces de nommage anonymes à l'intérieur d'autres espaces de nommage.

namespace
{
    int i;         // Équivalent à unique::i;
}

Dans l'exemple précédent, la déclaration de i se fait dans un espace de nommage dont le nom est choisi par le compilateur de manière unique. Cependant, comme on ne connaît pas ce nom, le compilateur utilise une directive using (voir plus loin) afin de pouvoir utiliser les identificateurs de cet espace de nommage anonyme sans préciser leur nom complet avec l'opérateur de résolution de portée.

Si, dans un espace de nommage, un identificateur est déclaré avec le même nom qu'un autre identificateur déclaré dans un espace de nommage plus global, l'identificateur global est masqué. De plus, l'identificateur ainsi défini ne peut être accédé en dehors de son espace de nommage que par un nom complètement qualifié à l'aide de l'opérateur de résolution de portée. Toutefois, si l'espace de nommage dans lequel il est défini est un espace de nommage anonyme, cet identificateur ne pourra pas être référencé, puisqu'on ne peut pas préciser le nom des espaces de nommage anonymes.

namespace
{
    int i;          // Déclare unique::i.
}
 
void f(void)
{
    ++i;            // Utilise unique::i.
}
 
namespace A
{
    namespace
    {
        int i;     // Définit A::unique::i.
        int j;     // Définit A::unique::j.
    }
 
    void g(void)
    {
        ++i;       // Erreur : ambiguïté entre unique::i
                   // et A::unique::i.
        ++A::i;    // Erreur : A::i n'est pas défini
                   // (seul A::unique::i l'est).
        ++j;       // Correct : ++A::unique::j.
    }
}

Lorsqu'un espace de nommage porte un nom très compliqué, il peut être avantageux de définir un alias pour ce nom. L'alias aura alors un nom plus simple.

Cette opération peut être réalisée à l'aide de la syntaxe suivante :

namespace nom_alias = nom;

nom_alias est ici le nom de l'alias de l'espace de nommage, et nom est le nom de l'espace de nommage lui-même.

Les noms donnés aux alias d'espaces de nommage ne doivent pas entrer en conflit avec les noms des autres identificateurs du même espace de nommage, que celui-ci soit l'espace de nommage de portée globale ou non.

La syntaxe des déclarations using est la suivante :

using identificateur;

où identificateur est le nom complet de l'identificateur à utiliser, avec qualification d'espace de nommage.

namespace A
{
    int i;        // Déclare A::i.
    int j;        // Déclare A::j.
}
 
void f(void)
{
    using A::i;   // A::i peut être utilisé sous le nom i.
    i=1;          // Équivalent à A::i=1.
    j=1;          // Erreur ! j n'est pas défini !
    return ;
}

Les déclarations using permettent en fait de déclarer des alias des identificateurs. Ces alias doivent être considérés exactement comme des déclarations normales. Cela signifie qu'ils ne peuvent être déclarés plusieurs fois que lorsque les déclarations multiples sont autorisées (déclarations de variables ou de fonctions en dehors des classes), et de plus ils appartiennent à l'espace de nommage dans lequel ils sont définis.

namespace A
{
    int i;
    void f(void)
    {
    }
}
 
namespace B
{
    using A::i;  // Déclaration de l'alias B::i, qui représente A::i.
    using A::i;  // Légal : double déclaration de A::i.
 
    using A::f;  // Déclare void B::f(void),
                 // fonction identique à A::f.
}
 
int main(void)
{
    B::f();      // Appelle A::f.
    return 0;
}

L'alias créé par une déclaration using permet de référencer uniquement les identificateurs qui sont visibles au moment où la déclaration using est faite. Si l'espace de nommage concerné par la déclaration using est étendu après cette dernière, les nouveaux identificateurs de même nom que celui de l'alias ne seront pas pris en compte.

namespace A
{
    void f(int);
}
 
using A::f;            // f est synonyme de A::f(int).
 
namespace A
{
    void f(char);      // f est toujours synonyme de A::f(int),
                       // mais pas de A::f(char).
}
 
void g()
{
    f('a');            // Appelle A::f(int), même si A::f(char)
                       // existe.
}

Si plusieurs déclarations locales et using déclarent des identificateurs de même nom, ou bien ces identificateurs doivent tous se rapporter au même objet, ou bien ils doivent représenter des fonctions ayant des signatures différentes (les fonctions déclarées sont donc surchargées). Dans le cas contraire, des ambiguïtés peuvent apparaître et le compilateur signale une erreur lors de la déclaration using.

namespace A
{
    int i;
    void f(int);
}
 
void g(void)
{
    int i;        // Déclaration locale de i.
    using A::i;   // Erreur : i est déjà déclaré.
    void f(char); // Déclaration locale de f(char).
    using A::f;   // Pas d'erreur, il y a surcharge de f.
    return ;
}

Note : Ce comportement diffère de celui des directives using. En effet, les directives using reportent la détection des erreurs à la première utilisation des identificateurs ambigus.

Une déclaration using peut être utilisée dans la définition d'une classe. Dans ce cas, elle doit se rapporter à une classe de base de la classe dans laquelle elle est utilisée. De plus, l'identificateur donné à la déclaration using doit être accessible dans la classe de base (c'est-à-dire de type protected ou public).

namespace A
{
    float f;
}
 
class Base
{
    int i;
public:
    int j;
};
 
class Derivee : public Base
{
    using A::f;      // Illégal : f n'est pas dans une classe
                     // de base.
    using Base::i;   // Interdit : Derivee n'a pas le droit
                     // d'utiliser Base::i.
public:
    using Base::j;   // Légal.
};

Dans l'exemple précédent, seule la troisième déclaration est valide, parce que c'est la seule qui se réfère à un membre accessible de la classe de base. Le membre j déclaré sera donc un synonyme de Base::j dans la classe Derivee.

En général, les membres des classes de base sont accessibles directement. Quelle est donc l'utilité des déclarations using dans les classes ? En fait, elles peuvent être utilisées pour rétablir les droits d'accès, modifiés par un héritage, à des membres de classes de base. Pour cela, il suffit de placer la déclaration using dans une zone de déclaration du même type que celle dans laquelle le membre se trouvait dans la classe de base. Cependant, comme on l'a vu ci-dessus, une classe ne peut pas rétablir les droits d'accès d'un membre de classe de base déclaré en zone private.

class Base
{
public:
    int i;
    int j;
};
 
class Derivee : private Base
{
public:
    using Base::i;  // Rétablit l'accessibilité sur Base::i.
protected:
    using Base::i;  // Interdit : restreint l'accessibilité
                    // sur Base::i autrement que par héritage.
};

Note : Certains compilateurs interprètent différemment le paragraphe 11.3 de la norme C++, qui concerne l'accessibilité des membres introduits avec une déclaration using. Selon eux, les déclarations using permettent de restreindre l'accessibilité des droits et non pas de les rétablir. Cela implique qu'il est impossible de redonner l'accessibilité à des données pour lesquelles l'héritage a restreint l'accès. Par conséquent, l'héritage doit être fait de la manière la plus permissive possible, et les accès doivent être ajustés au cas par cas. Bien que cette interprétation soit tout à fait valable, l'exemple donné dans la norme C++ semble indiquer qu'elle n'est pas correcte.

Quand une fonction d'une classe de base est introduite dans une classe dérivée à l'aide d'une déclaration using, et qu'une fonction de même nom et de même signature est définie dans la classe dérivée, cette dernière fonction surcharge la fonction de la classe de base. Il n'y a pas d'ambiguïté dans ce cas.