一、C++編譯模式???????
?????? ?通常,在一個C++程序中,只包含兩類文件——cpp文件和h文件。cpp文件被稱作C++源文件,里面放的都是C++的源代碼;h文件則被稱作C++頭文件,里面放的也是C++的源代碼。
??????? C+ +語言支持“分別編譯”(separate compilation)。也就是說,一個程序所有的內容,可以分成不同的部分分別放在不同的.cpp文件里。
??????? cpp文件里的東西都是相對獨立的,在編譯(compile)時不需要與其他文件互通,只需要在編譯成目標文件后再與其他的目標文件做一次鏈接(link)就行了。比如,在文件a.cpp中定義了一個全局函數“void a() {}”,而在文件b.cpp中需要調用這個函數。即使這樣,文件a.cpp和文件b.cpp并不需要相互知道對方的存在,而是可以分別地對它們進行編譯, 編譯成目標文件之后再鏈接,整個程序就可以運行了。
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二、C++頭文件
??????? 頭文件的內容跟.cpp文件中的內容一樣,都是C++源代碼。但頭文件不用被編譯。
??????? 我們把所有的函數聲明全部放進一個頭文件中,當某一個cpp源文件需要它們時,它們就可以通過一個宏命令“#include”包含進這個cpp文件中,從而把它們的內容合并到cpp文件中去。當cpp文件被編譯時,這些被包含進去的h文件的作用便發揮了。
???????? #include的作用是把它后面所寫的那個文件的內容,完完整整地、一字不改地包含到當前的文件中來。值得一提的是,它本身是沒有其它任何作用與副功能的,它的作用就是把每一個它出現的地方,替換成它后面所寫的那個文件的內容。簡單的文本替換,別無其他。因此,main.cpp文件中的第一句(#include "math.h"),在編譯之前就會被替換成math.h文件的內容。即在編譯過程將要開始的時候,main.cpp的內容已經發生了改變
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三、頭文件的書寫
??????? 1、頭文件中,只能存在變量或者函數的聲明,而不要放定義。
??????? 因為一個頭文件的內容實際上是會被引入到多個不同的cpp文件中的,并且它們都會被編譯。放聲明當然沒事,如果放了定義,那么也就相當于在多個文件中出現了對于一個符號(變量或函數)的定義,縱然這些定義都是相同的,但對于編譯器來說,這樣做不合法。
??????? 2、頭文件中可以寫const對象的定義。
??????? 因為全局的const對象默認是沒有extern的聲明的,所以它只在當前文件中有效。把這樣的對象寫進頭文件中,即使它被包含到其他多個cpp文件中,這個對象也都只在包含它的那個文件中有效,對其他文件來說是不可見的,所以便不會導致多重定義。同時,因為這些cpp文件中的該對象都是從一個頭文件中包含進去的,這樣也就保證了這些cpp文件中的這個const對象的值是相同的,可謂一舉兩得。
???????? 同理,static對象的定義也可以放進頭文件。
????????3、頭文件中可以寫內聯函數(inline)的定義。
????????inline函數是需要編譯器在遇到它的地方根據它的定義把它內聯展開的,而并非是普通函數那樣可以先聲明再鏈接的(內聯函數不會鏈接),所以編譯器就需要在編譯時看到內聯函數的完整定義才行。
??????? 如果內聯函數像普通函數一樣只能定義一次的話,這事兒就難辦了。因為在一個文件中還好,我可以把內聯函數的定義寫在最開始,這樣可以保證后面使用的時候都可以見到定義;但是,如果我在其他的文件中還使用到了這個函數那怎么辦呢?這幾乎沒什么太好的解決辦法。
??????? 因此C++規定,內聯函數可以在程序中定義多次,只要內聯函數在一個cpp文件中只出現一次,并且在所有的cpp文件中,這個內聯函數的定義是一樣的,就能通過編譯。那么顯然,把內聯函數的定義放進一個頭文件中是非常明智的做法。
??????? 4、頭文件中可以寫類(class)的定義。
???????? 在程序中創建一個類的對象時,編譯器只有在這個類的定義完全可見的情況下,才能知道這個類的對象應該如何布局,所以,關于類的定義的要求,跟內聯函數是基本一樣的。所以把類的定義放進頭文件,在使用到這個類的.cpp文件中去包含這個頭文件,是一個很好的做法。
??????? 值得一提的是,類的定義中包含著數據成員和函數成員。數據成員是要等到具體的對象被創建時才會被定義(分配空間),但函數成員卻是需要在一開始就被定義的,這也就是我們通常所說的類的實現。
??????? 一般的做法是,把類的定義放在頭文件中,而把函數成員的實現代碼放在一個cpp文件中。這是很好的辦法。
??????? 還有另一種辦法,即直接把函數成員的實現代碼也寫進類定義里面。在C++的類中,如果函數成員在類的定義體中被定義,那么編譯器會視這個函數為內聯的。因此,把函數成員的定義寫進類定義體,一起放進頭文件中,是合法的。
??????? 注意一下,如果把函數成員的定義寫在類定義的頭文件中,而沒有寫進類定義中,這是不合法的,因為這個函數成員此時就不是內聯的了。一旦頭文件被兩個或兩個以上的cpp文件包含,這個函數成員就被重定義了。
?????? 5、頭文件需要保護措施
??????? 如果頭文件中只包含聲明語句,那么它被同一個cpp文件包含再多次都沒問題。但如果頭文件是上述中某種情況,定義了一些函數,在cpp文件中包含了兩次頭文件就麻煩了。
??????? 使用"#define"配合條件編譯可以很好地解決這個問題。在一個頭文件中,通過#define定義一個名字,并且通過條件編譯#ifndef...#endif使得編譯器可以根據這個名字是否被定義,再決定要不要繼續編譯該頭文中后續的內容。這個方法雖然簡單,但是寫頭文件時一定記得寫進去。
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