c++ - 为什么在 .h 文件中使用 #ifndef CLASS_H 和 #define CLASS_H 而不是在 .cpp 中？

Question

我一直看到人们写作

类.h

#ifndef CLASS_H
#define CLASS_H

//blah blah blah

#endif

问题是，他们为什么不对包含类函数定义的 .cpp 文件也这样做？

假设我有 main.cpp，而 main.cpp 包含 class.h。 class.h 文件没有include 任何东西，那么main.cpp 怎么知道class.cpp ?

Answer 1

首先，解决您的第一个问题:

当您在 .h 文件中看到此内容时:

#ifndef FILE_H
#define FILE_H

/* ... Declarations etc here ... */

#endif

这是一种防止头文件被多次包含的预处理器技术，由于各种原因，这可能会出现问题。在您的项目编译期间，每个 .cpp 文件(通常)都会被编译。简单来说，这意味着编译器会获取你的 .cpp 文件，通过它打开任何 #included 文件，将它们全部连接成一个巨大的文本文件，然后执行语法分析，最后将其转换为一些中间代码，优化/执行其他任务，最后为目标架构生成汇编输出。因此，如果一个文件在一个 .cpp 文件下多次被 #included ，编译器将附加其文件内容两次，所以如果该文件中有定义，你会得到一个编译器错误，告诉你你重新定义了一个变量。当编译过程中的预处理器步骤处理文件时，第一次到达其内容时，前两行将检查是否为预处理器定义了 FILE_H。如果不是，它将定义 FILE_H 并继续处理它与 #endif 指令之间的代码。下次预处理器看到该文件的内容时，对 FILE_H 的检查将是错误的，因此它会立即向下扫描到 #endif 并在它之后继续。这样可以防止重新定义错误。

并解决您的第二个问题:

在 C++ 编程中，我们通常将开发分为两种文件类型。一种是扩展名为 .h，我们称之为“头文件”。它们通常提供函数、类、结构、全局变量、typedef、预处理宏和定义等的声明。基本上，它们只是为您提供有关代码的信息。然后我们有 .cpp 扩展名，我们称之为“代码文件”。这将为那些函数、类成员、任何需要定义的结构成员、全局变量等提供定义。因此 .h 文件声明代码，而 .cpp 文件实现该声明。出于这个原因，我们通常在编译期间将每个 .cpp 文件编译成一个对象，然后链接这些对象(因为您几乎从未见过一个 .cpp 文件包含另一个 .cpp 文件)。

如何解决这些外部因素是链接器的工作。当您的编译器处理 ma​​in.cpp 时，它会通过包含 class.h 来获取 class.cpp 中代码的声明。它只需要知道这些函数或变量是什么样的(这是声明给你的)。因此它会将您的 ma​​in.cpp 文件编译成某个目标文件(称为 ma​​in.obj)。同样，class.cpp 被编译成 class.obj 文件。为了生成最终的可执行文件，调用链接器将这两个目标文件链接在一起。对于任何未解析的外部变量或函数，编译器将在访问发生的地方放置一个 stub 。然后，链接器将获取此 stub 并在另一个列出的目标文件中查找代码或变量，如果找到，它将两个目标文件中的代码组合到一个输出文件中，并将 stub 替换为函数的最终位置或多变的。这样，您在 main.cpp 中的代码可以调用函数并使用 class.cpp 中的变量，当且仅当它们在 class.h 中声明时。

我希望这会有所帮助。