c++ - 为什么 C++ 需要单独的头文件？

Question

我从来没有真正理解为什么 C++ 需要一个单独的头文件，它具有与 .cpp 文件中相同的功能。它使创建类和重构它们变得非常困难，并且它向项目中添加了不必要的文件。然后是必须包含头文件的问题，但必须显式检查它是否已被包含。

C++ 于 1998 年被批准，为什么要这样设计呢？单独的头文件有什么好处？

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跟进问题:

当我只包含 .h 文件时，编译器如何找到其中包含代码的 .cpp 文件？它是假定 .cpp 文件与 .h 文件同名，还是它实际上会查看目录树中的所有文件？

Answer 1

有些人认为头文件是一种优势:

• 据称它启用/强制/允许分离接口(interface)和实现 - 但通常情况并非如此。头文件充满了实现细节(例如，一个类的成员变量必须在头文件中指定，即使它们不是公共(public)接口(interface)的一部分)，并且函数可以并且通常是内联定义的 标题中的类声明，再次破坏了这种分离。
• 有时据说可以提高编译时间，因为每个翻译单元都可以独立处理。然而，就编译时间而言，C++ 可能是现存最慢的语言。部分原因是同一标题的许多重复包含。多个翻译单元包含大量 header ，需要对其进行多次解析。

最终， header 系统是 70 年代设计 C 时的产物。那时，计算机的内存非常少，将整个模块保存在内存中并不是一种选择。编译器必须从顶部开始读取文件，然后线性处理源代码。 header 机制实现了这一点。编译器不必考虑其他翻译单元，只需从上到下读取代码即可。

为了向后兼容，C++ 保留了这个系统。

今天，这毫无意义。它效率低下、容易出错且过于复杂。如果那是目标的话，还有更好的方法来分离接口(interface)和实现。

然而，C++0x 的其中一项建议是添加一个适当的模块系统，允许将代码编译为类似于 .NET 或 Java 的更大模块，一次完成且无需 header 。这个提议在 C++0x 中没有被淘汰，但我相信它仍然属于“我们愿意稍后再做”的类别。也许在 TR2 或类似版本中。