Пространство имён (программирование)
Пространство имён (англ. namespace) — некоторое множество, под которым подразумевается модель, абстрактное хранилище или окружение, созданное для логической группировки уникальных идентификаторов (то есть имён).
Идентификатор, определённый в пространстве имён, ассоциируется с этим пространством. Один и тот же идентификатор может быть независимо определён в нескольких пространствах. Таким образом, значение, связанное с идентификатором, определённым в одном пространстве имён, может иметь (или не иметь) такое же значение, как и такой же идентификатор, определённый в другом пространстве. Языки с поддержкой пространств имён определяют правила, указывающие, к какому пространству имён принадлежит идентификатор (то есть его определение).
Например, Андрей работает в компании X, а ID (сокр. от англ. Identifier — идентификатор) его как работника равен 123. Олег работает в компании Y, а его ID также равен 123. Единственное (с точки зрения некой системы учёта), благодаря чему Андрей и Олег могут быть различимы при совпадающих ID, это их принадлежность к разным компаниям. Различие компаний в этом случае представляет собой систему различных пространств имён (одна компания — одно пространство). Наличие двух работников в компании с одинаковыми ID представляет большие проблемы при их использовании, например, по платёжному чеку, в котором будет указан работник с ID 123, будет весьма затруднительно определить работника, которому этот чек предназначается.
В больших базах данных могут существовать сотни и тысячи идентификаторов. Пространства имён (или схожие структуры) реализуют механизм для сокрытия локальных идентификаторов. Их смысл заключается в группировке логически связанных идентификаторов в соответствующих пространствах имён, таким образом делая систему модульной. Ограничение видимости переменных может также производиться путём задания класса её памяти.
Операционные системы, многие современные языки программирования обеспечивают поддержку своей модели пространств имён: используют каталоги (или папки) как модель пространства имён. Это позволяет существовать двум файлам с одинаковыми именами (пока они находятся в разных каталогах). В некоторых языках программирования (например, C++, Python) идентификаторы имён пространств сами ассоциированы с соответствующими пространствами. Поэтому в этих языках пространства имён могут вкладываться друг в друга, формируя дерево пространств имён. Корень такого дерева называется глобальным пространством имён.
Границы[править | править код]
В языках программирования одним из способов задания границы пространства имен может быть использование т. н. области видимости.
Использование в языках[править | править код]
C++[править | править код]
Пространство имён определяется блоком инструкций:
namespace foo {
int bar;
}
Внутри этого блока идентификаторы могут вызываться именно так, как они были объявлены. Но вне блока требуется указание имени пространства имён перед идентификатором. Например, вне namespace foo идентификатор bar должен указываться как foo::bar. C++ содержит некоторые другие конструкции, делающие подобные требования необязательными. Так, при добавлении строки
using namespace foo;
в код, указывать префикс foo:: больше не требуется.
Ещё пример:
namespace Namespace12
{
int foo=0;
}
void func1()
{
using namespace Namespace12;
// теперь все имена из пространства имён Namespace12 будут видны здесь без дополнительных префиксов
++foo;
}
void func2()
{
// а тут имя нужно уточнить:
Namespace12::foo = 42;
}
Код, не объявленный явным образом в пространстве имён, подразумевается объявленным в глобальном пространстве имён.
Разрешение пространств имён в C++ иерархично. Это означает, что в гипотетическом пространстве имён еда::суп, идентификатор курица будет обозначать еда::суп::курица (если пространство существует). Если не существует, то тогда он указывает на еда::курица (если это пространство существует). Если и это пространство не существует, то курица ссылается на идентификатор в глобальном пространстве.
Зачастую пространства имён в C++ используются для избежания коллизий имён
namespace {
int a;
void f() { /*...*/ }
int g() { /*...*/ }
}
Нельзя осуществить доступ из одной единицы трансляции к члену анонимного пространства имён из другой единицы.
Хотя пространства имён широко используются в современном коде, большая часть старого кода не имеет подобных возможностей. Например, вся стандартная библиотека языка C++ определена внутри namespace std, но до стандартизации многие компоненты первоначально были определены в глобальном пространстве.
Также можно сделать видимым не всё пространство, а отдельные имена внутри него, например:
namespace foo {
int bar;
int somelse;
}
int main () {
using foo::bar; //Делает видимым только bar, somelse невидим!
return 0;
}
Java[править | править код]
Идея пространств имён воплощена в Java-пакетах. Весь код определён внутри пакета, причём этот пакет не нуждается в явно заданном имени. Код из других пакетов доступен при префиксном указании имени пакета перед соответствующим идентификатором, например, класс String в пакете java.lang может быть вызван как java.lang.String (данный способ известен как полное имя класса). Как и в C++, Java предлагает конструкцию, делающую необязательным указание имя пакета (import). Тем не менее, некоторые особенности (как, например, отражение) требуют от программиста использования полного имени.
В отличие от C++, пространства имён в Java не являются иерархически упорядоченными из-за синтаксиса самого языка. Тем не менее, пакеты именуются в иерархическом стиле. Например, все пакеты, начинающиеся с java, являются частью платформы Java — пакет java.lang содержит базовые классы языка, а java.lang.reflect содержит базовые классы, специфичные для отражения (рефлексии).
В языке Java (так же, как и в Ада, C# и других языках) пространства имён/пакеты отражают семантические категории кода. Например, в C# namespace System содержит код, реализуемой системой (платформа .NET). Как именно определяются эти категории и какова глубина иерархии — зависит от самого языка.
Область видимости[править | править код]
Функция и класс могут быть определены как неявное пространство имён, сложно связанное с видимостью, доступностью и периодом жизни объекта.
C#[править | править код]
В языке C# существуют пространства имён, употребление аналогично C++.
Python[править | править код]
В Python идея пространств имён реализована в модулях. (Так же, как и в пакетах Java)
JavaScript[править | править код]
Несмотря на отсутствие формальной поддержки пространств имён, их легко реализовать при помощи объектной концепции языка:
var NameSpace_1 = {};
var NameSpace_2 = new Object(); //два пространства имен
NameSpace_1.a = 100;
NameSpace_2.a = "Земляника"; //Переменные a - у каждого свои
with(NameSpace_1) //Указываем пространство имен по умолчанию
{
a += 10;
NameSpace_2.a += a; //Переменная a пространства имен NameSpace_2 окажется равной "Земляника110"
}
