为什么有头文件和.cpp文件？[关闭]

为什么C ++具有头文件和.cpp文件？

好吧，主要原因是要从实现中分离接口。标头声明一个类（或正在实现的任何东西）将做什么，而cpp文件定义了它将如何执行那些功能。

这减少了依赖性，因此使用标头的代码不一定需要了解实现的所有细节以及仅为此所需的任何其他类/标头。当实现中的某些内容发生更改时，这将减少编译时间，并减少所需的重新编译量。

它不是完美的，通常您会使用Pimpl Idiom之类的技术来正确分离接口和实现，但这是一个好的开始。

C ++编译

C ++的编译分为两个主要阶段：

1. 第一个是将“源”文本文件编译为二进制“对象”文件：CPP文件是已编译文件，并且在不了解其他CPP文件（甚至库）的情况下进行编译，除非通过原始声明或标头包含。CPP文件通常被编译为.OBJ或.O“对象”文件。

2. 第二个是将所有“对象”文件链接在一起，从而创建最终的二进制文件（库或可执行文件）。

HPP在所有这些过程中适合什么位置？

可怜的寂寞CPP文件...

每个CPP文件的编译都独立于所有其他CPP文件，这意味着如果A.CPP需要B.CPP中定义的符号，例如：

// A.CPP
void doSomething()
{
   doSomethingElse(); // Defined in B.CPP
}

// B.CPP
void doSomethingElse()
{
   // Etc.
}

它不会编译，因为A.CPP无法知道“ doSomethingElse”的存在...除非A.CPP中有声明，例如：

// A.CPP
void doSomethingElse() ; // From B.CPP

void doSomething()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

然后，如果您有使用相同符号的C.CPP，则可以复制/粘贴声明...

复制/粘贴警告！

是的，有问题。复制/粘贴很危险，并且难以维护。这意味着如果我们有某种方法可以不复制/粘贴并仍然声明符号，那将很酷……我们该怎么做？通过包含一些文本文件，通常以.h，.hxx，.h ++为后缀，或者，我偏爱C ++文件的.hpp：

// B.HPP (here, we decided to declare every symbol defined in B.CPP)
void doSomethingElse() ;

// A.CPP
#include "B.HPP"

void doSomething()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

// B.CPP
#include "B.HPP"

void doSomethingElse()
{
   // Etc.
}

// C.CPP
#include "B.HPP"

void doSomethingAgain()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

include工作如何？

从本质上讲，包括一个文件将解析然后将其内容粘贴到CPP文件中。

例如，在以下代码中，带有A.HPP标头：

// A.HPP
void someFunction();
void someOtherFunction();

...来源B.CPP：

// B.CPP
#include "A.HPP"

void doSomething()
{
   // Etc.
}

...包含后将变为：

// B.CPP
void someFunction();
void someOtherFunction();

void doSomething()
{
   // Etc.
}

一件事-为什么在B.CPP中包含B.HPP？

在当前情况下，这是不需要的，并且B.HPP具有doSomethingElse函数声明，而B.CPP具有doSomethingElse函数定义（本身就是声明）。但是在更一般的情况下，如果B.HPP用于声明（和内联代码），则可能没有相应的定义（例如，枚举，普通结构等），因此，如果B.CPP需要使用include。使用来自B.HPP的那些声明。总而言之，默认情况下，包含源头是“好习惯”。

结论

因此，头文件是必需的，因为C ++编译器无法单独搜索符号声明，因此，您必须通过包括这些声明来提供帮助。

最后一句话：您应该在HPP文件的内容周围放置标题防护，以确保多个包含内容不会破坏任何内容，但是总而言之，我相信上面已经解释了存在HPP文件的主要原因。

#ifndef B_HPP_
#define B_HPP_

// The declarations in the B.hpp file

#endif // B_HPP_

甚至更简单

#pragma once

// The declarations in the B.hpp file

因为C的概念起源于30年，而那时C是将多个文件中的代码链接在一起的唯一可行方法。

如今，这是一个可怕的骇客，它完全破坏了C ++中的编译时间，导致无数不必要的依赖（因为头文件中的类定义暴露了太多有关实现的信息），等等。

因为在C ++中，最终的可执行代码不包含任何符号信息，所以它或多或少是纯机器代码。

因此，您需要一种描述一段代码界面的方法，该方法与代码本身是分开的。该描述在头文件中。

因为C ++从C继承了它们。不幸的是。

因为设计库格式的人不希望“浪费”一些很少使用的信息，例如C预处理器宏和函数声明。

由于您需要该信息来告诉编译器“链接器完成其工作后，此功能才可用”，因此他们不得不拿出另一个文件来存储此共享信息。

C / C ++之后的大多数语言都将此信息存储在输出中（例如Java字节码），或者根本不使用预编译格式，总是以源代码形式分发并即时编译（Python，Perl）。

这是声明接口的预处理器方式。您将接口（方法声明）放入头文件中，并将实现放入cpp中。使用您的库的应用程序只需要知道接口，就可以通过#include访问该接口。

通常，您将需要定义接口而不必交付整个代码。例如，如果您有一个共享库，则将附带一个头文件，该头文件定义了共享库中使用的所有功能和符号。如果没有头文件，则需要发送源代码。

在单个项目中，至少将IMHO头文件用于两个目的：

• 明确性，即通过将接口与实现分开，可以更轻松地读取代码
• 编译时间。通过仅在可能的地方使用接口，而不是完整的实现，可以减少编译时间，因为编译器可以简单地引用该接口，而不必解析实际的代码（理想情况下，只需完成此操作即可）一次）。

回应MadKeithV的回答，

这减少了依赖性，因此使用标头的代码不一定需要了解实现的所有细节以及仅为此所需的任何其他类/标头。这将减少编译时间，并且当实现中的某些内容发生更改时也将减少重新编译的次数。

另一个原因是，标头为每个类赋予唯一的ID。

所以如果我们有类似的东西

class A {..};
class B : public A {...};

class C {
    include A.cpp;
    include B.cpp;
    .....
};

当我们尝试构建项目时，由于A是B的一部分，所以我们会遇到错误，并且使用标头可以避免这种麻烦……