C++头文件规则介绍

开发 后端
在C++语言家族程序中,头文件被大量使用,一般而言,每个C++程序通常由头文件和定义文件组成,希望本文能给您带来帮助。

C++中的C++头文件是用户应用程序和函数库之间的桥梁和纽带,在整个软件中,头文件不是最重要的部分,但它是C++语言家族中不可缺少的组成部分,有了它给技术人员提供了大大的便捷。

因为一个头文件的内容实际上是会被引 入到多个不同的.cpp文件中的,并且它们都会被编译。放声明当然没事,如果放了定义,那么也就相当于在多个文件中出现了对于一个符号(变量或函数)的定 义,纵然这些定义都是相同的,但对于编译器来说,这样做不合法。

所以,应该记住的一点就是,.h头文件中,只能存在变量或者函数的声明, 而不要放定义。即,只能在C++头文件中写形如:extern int a;和void f();的句子。这些才是声明。如果写上int a;或者void f() {}这样的句子,那么一旦这个头文件被两个或两个以上的.cpp文件包含的话,编译器会立马报错。(关于extern,前面有讨论过,这里不再讨论定义跟 声明的区别了。)

但是,这个规则是有三个例外的。

一,头文件中可以写const对象的定义。因为全局的const对象默 认是没有extern的声明的,所以它只在当前文件中有效。把这样的对象写进头文件中,即使它被包含到其他多个.cpp文件中,这个对象也都只在包含它的 那个文件中有效,对其他文件来说是不可见的,所以便不会导致多重定义。同时,因为这些.cpp文件中的该对象都是从一个头文件中包含进去的,这样也就保证 了这些.cpp文件中的这个const对象的值是相同的,可谓一举两得。同理,static对象的定义也可以放进C++头文件

二,C++头文件中可 以写内联函数(inline)的定义。因为inline函数是需要编译器在遇到它的地方根据它的定义把它内联展开的,而并非是普通函数那样可以先声明再链 接的(内联函数不会链接),所以编译器就需要在编译时看到内联函数的完整定义才行。

如果内联函数像普通函数一样只能定义一次的话,这事儿就难办了。因为在 一个文件中还好,我可以把内联函数的定义写在最开始,这样可以保证后面使用的时候都可以见到定义;但是,如果我在其他的文件中还使用到了这个函数那怎么办呢?

这几乎没什么太好的解决办法,因此C++规定,内联函数可以在程序中定义多次,只要内联函数在一个.cpp文件中只出现一次,并且在所有的.cpp文 件中,这个内联函数的定义是一样的,就能通过编译。那么显然,把内联函数的定义放进一个头文件中是非常明智的做法。

三,头文件中可以写类 (class)的定义。因为在程序中创建一个类的对象时,编译器只有在这个类的定义完全可见的情况下,才能知道这个类的对象应该如何布局,所以,关于类的 定义的要求,跟内联函数是基本一样的。

所以把类的定义放进C++头文件,在使用到这个类的.cpp文件中去包含这个C++头文件,是一个很好的做法。在这里,值得一提 的是,类的定义中包含着数据成员和函数成员。

数据成员是要等到具体的对象被创建时才会被定义(分配空间),但函数成员却是需要在一开始就被定义的,这也就 是我们通常所说的类的实现。一般,我们的做法是,把类的定义放在头文件中,而把函数成员的实现代码放在一个.cpp文件中。这是可以的,也是很好的办法。

不过,还有另一种办法。那就是直接把函数成员的实现代码也写进类定义里面。在C++的类中,如果函数成员在类的定义体中被定义,那么编译器会视这个函数为 内联的。因此,把函数成员的定义写进类定义体,一起放进头文件中,是合法的。

注意一下,如果把函数成员的定义写在类定义的C++头文件中,而没有写进类定义中, 这是不合法的,因为这个函数成员此时就不是内联的了。一旦头文件被两个或两个以上的.cpp文件包含,这个函数成员就被重定义了。

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责任编辑:chenqingxiang 来源: 博客园
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