c++ - 将C++类代码分割成多个文件，有哪些规则？

Question

思考时间 - 你为什么要拆分你的文件？
正如标题所暗示的，我遇到的最终问题是多个定义链接器错误。我实际上已经解决了问题，但我没有以正确的方式解决问题。在开始之前，我想讨论将类文件拆分为多个文件的原因。我已经尝试将所有可能的情况放在这里 - 如果我错过了任何一个，请提醒我，我可以进行更改。希望以下内容是正确的:
原因 1 为了节省空间:
您有一个包含所有类成员的类声明的文件。您在此文件周围放置 #include 保护(或 #pragma once)以确保在将文件 #include 包含在两个不同的头文件中时不会发生冲突，然后将它们包含在源文件中。您使用此类中声明的任何方法的实现编译一个单独的源文件，因为它从源文件中卸载了许多代码行，这会稍微清理一些内容并为您的程序引入一些顺序。
示例:如您所见，可以通过将类方法的实现拆分到不同的文件中来改进以下示例。 (一个 .cpp 文件)

// my_class.hpp
#pragma once

class my_class
{
public:
    void my_function()
    {
        // LOTS OF CODE
        // CONFUSING TO DEBUG
        // LOTS OF CODE
        // DISORGANIZED AND DISTRACTING
        // LOTS OF CODE
        // LOOKS HORRIBLE
        // LOTS OF CODE
        // VERY MESSY
        // LOTS OF CODE
    }

    // MANY OTHER METHODS
    // MEANS VERY LARGE FILE WITH LOTS OF LINES OF CODE
}

原因 2 要防止多个定义链接器错误:
也许这就是您将实现与声明分开的主要原因。在上面的示例中，您可以将方法主体移到类之外。这将使它看起来更干净和结构化。然而，根据这个 question , 上面的例子隐含了 inline说明符。将实现从类内移动到类外，如下例所示，将导致链接器错误，因此您要么内联所有内容，要么将函数定义移动到 .cpp 文件。
示例: _如果您不将函数定义移动到 .cpp 文件或将函数指定为内联函数，则下面的示例将导致“多定义链接器错误”。

// my_class.hpp
void my_class::my_function()
{
    // ERROR! MULTIPLE DEFINITION OF my_class::my_function
    // This error only occurs if you #include the file containing this code
    // in two or more separate source (compiled, .cpp) files.
}

要解决问题:

//my_class.cpp
void my_class::my_function()
{
    // Now in a .cpp file, so no multiple definition error
}

或者:

// my_class.hpp
inline void my_class::my_function()
{
    // Specified function as inline, so okay - note: back in header file!
    // The very first example has an implicit `inline` specifier
}

原因 3 您想再次节省空间，但这次您使用的是模板类:
如果我们使用模板类，则无法将实现移动到源文件(.cpp 文件)。目前(我假设)标准或当前编译器都不允许这样做。与 的第一个例子不同原因 2 ，上面，我们可以将实现放在头文件中。根据这个 question原因是模板类方法也隐含了 inline说明符。那是对的吗？ (这似乎有道理。)但似乎没有人知道我刚刚提到的问题!
那么，下面的两个例子是否相同？

// some_header_file.hpp
#pragma once

// template class declaration goes here
class some_class
{
    // Some code
};

// Example 1: NO INLINE SPECIFIER
template<typename T>
void some_class::class_method()
{
    // Some code
}

// Example 2: INLINE specifier used
template<typename T>
inline void some_class::class_method()
{
    // Some code
}

如果您有一个模板类头文件，由于您拥有的所有函数，它变得越来越大，那么我相信您可以将函数定义移动到另一个头文件(通常是 .tpp 文件？)然后 #include file.tpp在包含类声明的头文件末尾。但是，您不能在其他任何地方包含此文件，因此 .tpp而不是 .hpp .
我假设您也可以使用常规类的内联方法来做到这一点？这也允许吗？
提问时间
所以我在上面做了一些陈述，其中大部分与源文件的结构有关。我认为我说的一切都是正确的，因为我做了一些基础研究并“发现了一些东西”，但这是一个问题，所以我不确定。
这归结为，您将如何在文件中组织代码。我想我已经找到了一个永远有效的结构。
这是我想出的。 (这是我的类代码文件组织/结构标准，如果你喜欢。不知道它是否会很有用，这是问的重点。)

1:在 .hpp 中声明类(模板或其他)文件，包括所有方法、友元函数和数据。

2:底部.hpp文件，#include .tpp包含任何 inline 的实现的文件方法。创建 .tpp文件并确保所有方法都指定为 inline .

3:所有其他成员(非内联函数、友元函数和静态数据)应在 .cpp 中定义文件，其中 #include是 .hpp文件在顶部以防止诸如“类 ABC 尚未声明”之类的错误。由于此文件中的所有内容都具有外部链接，因此程序将正确链接。

工业上有这样的标准吗？我提出的标准是否适用于所有情况？

Answer 1

你的三点听起来是对的。这是做事的标准方式(虽然我以前没有见过 .tpp 扩展名，通常是 .inl)，尽管我个人只是将内联函数放在头文件的底部而不是单独的文件中。

这是我整理文件的方式。我省略了简单类的前向声明文件。

myclass-fwd.h

#pragma once

namespace NS
{
class MyClass;
}

我的类.h

#pragma once
#include "headers-needed-by-header"
#include "myclass-fwd.h"

namespace NS
{
class MyClass
{
    ..
};
}

我的类.cpp

#include "headers-needed-by-source"
#include "myclass.h"

namespace
    {
    void LocalFunc();
}

NS::MyClass::...

根据偏好用头部防护替换 pragma ..

这种方法的原因是减少头文件依赖性，这会减慢大型项目的编译时间。如果您不知道，您可以转发声明一个类以用作指针或引用。只有在构造、创建或使用类成员时才需要完整声明。

这意味着使用该类的另一个类(通过指针/引用获取参数)只需要在它自己的头中包含 fwd 头。然后将完整的头文件包含在第二个类的源文件中。这大大减少了在拉入一个大头时你得到的不需要的垃圾量，这会拉入另一个大头，然后拉入另一个......

下一个技巧是未命名的命名空间(有时称为匿名命名空间)。这只能出现在源文件中，就像一个隐藏的命名空间，只对那个文件可见。您可以在此处放置仅由源文件使用的本地函数、类等。如果您在两个不同的文件中创建具有相同名称的内容，这可以防止名称冲突。 (例如两个本地函数 F，可能会出现链接器错误)。