头文件

发表于   |   分类于 ，   |  

版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名 | Creative Commons BY-NC-ND 4.0

到目前为止，我们编写的程序都是把代码都放在同一个文件中来处理。但是很少程序能够都这么简单的由一个文件搞定，由多个文件组成的程序需要一种连接名字的使用和声明，在C++中通过 头文件 可以实现。

一、设计自己的头文件

头文件为相关声明提供了一个集中存放的位置。头文件一般包含：

  • 类的定义；
  • extern变量的声明；
  • 函数的声明；

正确使用头文件能带来两个好处：

  • 保证所有文件使用给定实体的同一声明；
  • 当声明需要修改时，只需要更新头文件即可；

不过也需要注意以下事项：

  • 头文件中所做的声明在逻辑上应该是放在一起的；
  • 编译头文件需要一定时间；

为了减少头文件编译时间，有些C++的实现支持与编译头文件。

1.1、头文件用于声明而不是定义

设计头文件时，记住定义和声明的区别很重要。定义只可以出现一次，而声明可以多次。下面是一些定义，不该出现在头文件中：

1
2
extern int val1 = 10;	//有初始化，是 定义 不是 声明
double val2;			//没有 extern 关键字，是定义

因为头文件包含在多个源文件中，所以不应该包含有变量或函数的定义。

当然也有另外，头文件中可以定义类、值在编译时就已知的 const 对象和 inline函数（后续介绍）。

1.2、const对象定义在头文件中

前一篇博客提到 const 变量默认是文件的局部变量，正如现在看到的，这样的默认设置原因在于允许 const 变量定义在头文件中。

如果 const 变量不是用常量表达式初始化，那么它就不应该在头文件中定义。相反，和其他变量一样，该 const 变量应该在源文件中定义并初始化。在头文件中用 extern 关键字来声明，以使其能够被多个文件共享。

二、预处理器的简单实现

2.1、头文件经常需要其他头文件

头文件经常需要使用 #include 其他头文件，比如Sales_item类就需要包含string库。包含其他头文件相当正常，甚至有时一个头文件被多次包含进同意源文件也不稀奇。因此设计头文件时，必须保证多次包含同一头文件不会产生歧义。使用 头文件保护符（header guard），用于避免对已经看见头文件却重新处理。

2.2、避免多重包含

在编译头文件之前，我们需要引入一些额外的预处理器设施。预处理器允许我们自定义变量。为避免名字冲突，预处理器变量经常用全大写字母表示。

预处理器变量有两种状态：已定义和未定义。 #define 表示接受一个名字并定义其为预处理器变量，#ifndef 表示检测预处理其变量是否被定义，如果未定义，那么紧跟 #ifndef 后面的代码都被处理，直到出现 #endif。可以使用下面方式避免多次包含同一头文件

1
2
3
4
#ifndef SALESITEM_H
#define SALESITEM_H
//Sales_item 类及其数据和操作在此定义
#endif

2.3、自定义头文件

#include 接受以下两种形式：

1
2
#include <standard_header>
#include "my_header.h"

使用 <> 包含的头文件表示该头文件是标准库文件，编译器会在系统预定义的地方查找该头文件。而使用 ""包含的头文件认为它是非系统头文件，通常会在源文件所在路径开始寻找。

至此，第二章 “变量和基本类型” 的内容到此结束，后续开始第三章 “标准库类型” 的内容。

END.