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c c++ include機制簡述

編輯:關於C語言
 

1.引言
做c/c++編程的對#include指令都不會陌生,絕大多數也都知道如何使用,但我相信仍有人對此是一知半解,
C:
#include <stdio.h>
C++:
#include <iostream>
表示包含C/C++標准輸入頭文件 。包含指令不僅僅限於.h頭文件,可以包含任何編譯器能識別的C/C++代碼文件,包括.c,.hpp,.cpp,.hxx,.cxx等,甚至.txt,.abc等等都可以

2.名詞解釋
preprocess
預處理:為方便編譯器處理而設置 的一種機制,包括一些常用預處理指令和語句,我們統稱為預處理系統 。
如#include #define #if...#else...#endif #pragma 等
這些指令的實現是由編譯器來決定的(implementation specified)

提到預處理指令,順便說一下頭文件防止重復包含的2種方法
a.保護宏(暫且稱為Macro guard 宏衛兵?):
#ifndef _ABCDE_H
#define _ABCDE_H
/*
代碼部分
*/
#endif
在被包含過一次之後,宏_ABCDE_H已經有了,下次再碰到就會略過從#define _ABCDE_H開始到#endif之間的代碼
還有一種特定編譯器支持的指令:
b.#pragma once
能保證該文件(物理上的)只被編譯一次,也能起到防止重復包含的作用

但這2種方式是有區別的:
a.Macro guard可移植性好,絕大多數編譯器都支持,而且萬一不小心拷貝了幾分相同的代碼也不會出問題,但你得確保這個宏名不會與其他的宏沖突,否則等編譯器報出一大堆錯誤的時候你可能會覺得莫名其妙;
b.#pragma once指令簡單,它能保證該文件(物理上的)只被編譯一次,不用去費勁的想不同的宏名,但如果有幾份該文件的拷貝,顯然起不到作用。

declaration
聲明:指將一個名稱引入當前編譯單元,或者重新聲明一個前面已經聲明過的名稱,聲明指定了如何解釋一個名稱和該名稱具有的屬性;
例如:
int main(void)
{
int a;  // 聲明了變量a,類型為int
int *pa; // 聲明了變量pa,類型為指向int型的指針類型
}
definition
定義:除了以下情況,聲明就是定義
a.聲明函數但不包括函數體;
b.聲明包含extern鏈接限定符,例如:extern int a;
c.聲明既沒有初始化語法,也沒有函數體;
d.類聲明中聲明靜態數據 成員;
e.類名字聲明;
f.typedef聲明;
g.using聲明或者using指令;
以上情況適用於C具有的特征,C++則完全適用,一般來說定義要為其對象分配或預留存儲空間,而聲明則不用。
translation unit
編譯單元:一個源文件,.c .cpp等和它所包含的文件一起,在經過預處理之後形成一個源碼文件,標准稱之為translation unit(編譯單元)包括一系列的聲明和定義;一個program(程序)由一個或多個編譯單元組成。編譯器將各個翻譯單元編譯為目標代碼(.obj), 通過連接器(linker)將這些編譯後的編譯單元(即目標代碼)連接成完整的指令序列(可執行文件、靜態庫、動態庫等)。
one definition rule
一次定義規則:是指定義在所有進入連接的編譯單元中只能有一次。

3.觀點、例子
A:頭文件只放聲明
example_a.h
void function();

example_a.cpp:
#include "example_a.h"
void function()
{}

B.被包含的文件可以使用任意擴展名:
只要是用符合標准的代碼編寫的文本文件,就可以使用#include來進行包含,包括.cpp .c等常見的源文件擴展名;
example_b_1.b
void function();

example_b_1.cpp:
#include "example_b_1.b"
void function()
{}


example_b_2.b
void function1();
void function2();


example_b_21.cpp:
void function1()
{}


example_b_22.cpp:
#include "example_b_1.b"
#include "example_b_21.cpp"
void function2()
{}

上面的例子中,example_b_21.cpp僅被包含在xample_b_22.cpp中,不再被其他的文件包含,而且不加入工程中;

C.標准頭文件的使用
最新的C++標准庫中的一切內容都被放在名字空間std中(名字空間中的內容對外是不可見的),但是帶來了一個新問題,無數現有的C++代碼都依賴於使用 了多年的偽標准庫中的功能,如聲明在<iostream.h>等頭文件中的功能,使用std包裝標准庫導致現有代碼的不可用,為了兼容這種情 況,標准委員會為包裝了std的那部分標准庫創建了新的頭文件,新的頭文件的文件名與舊的一樣,只是沒有.h這個後綴, 如<iostream.h>就變成了<iostream>。對於C頭文件,采用同樣的方法,但還在每個頭文件名前加了字符c, 如<string.h>就變成了<cstring>,<stdio.h>變成了<cstdio>。最好 使用新的文件頭,使用新的文件頭的C++程序,需要使用using namespace std或者using namespace std::指定的類名,等方法來使需要的類對於我們的代碼可視。

4.總結
既然是經常使用的東西,我們就應該明白它的原理,減少編程時的困惑,提高編程的效率。

 
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