C++における名前空間

Question

C++でサンプルを動かしていて、少し躓いたというか疑問が浮かんだので質問させていただきます。
以下のコードを動かしていました。

#include <iostream>
template < typename Func >
void f( Func func )
{
	func( "fuga" );
}

int main( void )
{
	std::string x = "hoge";
	f( [&]( std::string const & str ) { x += str; } );
	std::cout << x << std::endl;
	return 0;
}

上記のコードは、coutの<<演算子でstringクラス用の<<演算子は無いとエラーになります。

#include <string>

を忘れているのが原因です。

char型用<<演算子を使ってx.c_str()にすれば動きますが、疑問はそこではなく、
**「#include <string>忘れていたのに、なんでstringクラスのインスタンス（？）が作れているのか」**が疑問なのです。

std::string x = "hoge";

上記の箇所でエラーにならなかったのが、少し腑に落ちないというか……

そこで
1.#include<string>忘れたのにstringクラスを生成できているのは何故？
2.std::つければどの程度の操作が出来るの？
というのを教えていただければと思います。

いや、定義ファイル読めやって話なんですども。
Visual Studio 2013でstd空間覗くとstringファイルを見てるのは分かりましたが、
stringクラスはxstringファイルを見てるみたいですし、
だんだん何処に何が管理されているのか分からなくなってしまったのです。

他にも「こういうの知っとけば理解進むかもね」というのがあればうれしいです。
どうか、よろしくお願い致します。

Answer 1

1.#include<string>忘れたのにstringクラスを生成できているのは何故？

#include <iostream>にstd::stringのクラス定義が含まれているからです。

C++の標準ヘッダは一つの大きなヘッダではなく、
それぞれの機能に分けられた数多くの小さなヘッダをincludeしている形で作られています。
その小さなヘッダの中にはstd::stringを定義しているだけのヘッダもあります。
<iostream>にはstd::stringを引数や戻り値にする関数が含まれているため、
std::stringを定義しているだけのヘッダもincludeしています。
そのため、#inculde <iostream>するだけでstd::stringが使用できます。

では、<string>は何かというと、std::stringを定義しているだけのヘッダを
includeすることはもちろんですが、std::string自体の定義だけではなく、
std::stringを使用するstd::stringの メンバーではない関数 も追加で定義します。
stringを使う<<はまさしくその一つで、#include <string>をしないと使えません。

2.std::つければどの程度の操作が出来るの？

std::はただの名前空間の接頭子ですので、
それぞれのライブラリヘッダをincludeしなければ何も使えません。
逆に、多くの標準ライブラリはstdの名前空間にあるため、std::をつけないと使えません。
(例外として、C由来の関数はstdの名前空間にはありません)
std::をつけると使える、
のではなく、
各関数やクラスがstdという名前空間に定義されている、
となっています。