高质量C++/C编程指南 -- 第1章文件结构

第 1 章文件结构每个 C++/C 程序通常分为两个文件。一个文件用于保存程序的声明（ declaration ），称为头文件。另一个文件用于保存程序的实现（ implementation ），称为定义（ definition ）文件。 C++/C 程序的头文件以“ .h ”为后缀， C 程序的定义文件以“ .c ”为后缀， C++ 程序的定义文件通常以“ .cpp ”为后缀（也有一些系统以“ .cc ”或“ .cxx ”为后缀）。 1.1 版权和版本的声明版权和版本的声明位于头文件和定义文件的开头（参见示例 1-1 ），主要内容有：（ 1 ）版权信息。（ 2 ）文件名称，标识符，摘要。（ 3 ）当前版本号，作者 / 修改者，完成日期。（ 4 ）版本历史信息。 /* * Copyright (c) 2001,上海贝尔有限公司网络应用事业部 * All rights reserved. * * 文件名称： filename.h * 文件标识： 见配置治理计划书 * 摘要： 简要描述本文件的内容 * * 当前版本： 1.1 * 作者： 输入作者（或修改者）名字 * 完成日期： 2001年7月20日 * * 取代版本： 1.0 * 原作者： 输入原作者（或修改者）名字 * 完成日期： 2001年5月10日 */ 示例 1-1 版权和版本的声明 1.2 头文件的结构头文件由三部分内容组成：（ 1 ）头文件开头处的版权和版本声明（参见示例 1-1 ）。（ 2 ）预处理块。（ 3 ）函数和类结构声明等。假设头文件名称为 graphics.h，头文件的结构参见示例 1-2 。 l 【规则 1-2-1 】为了防止头文件被重复引用，应当用 ifndef/define/endif 结构产生预处理块。 l 【规则 1-2-2 】用 #include < filename.h> 格式来引用标准库的头文件（编译器将从标准库目录开始搜索）。 l 【规则 1-2-3 】用 #include “filename.h” 格式来引用非标准库的头文件（编译器将从用户的工作目录开始搜索）。 2 【建议 1-2-1 】头文件中只存放“声明”而不存放“定义” 在 C++ 语法中，类的成员函数可以在声明的同时被定义，并且自动成为内联函数。这虽然会带来书写上的方便，但却造成了风格不一致，弊大于利。建议将成员函数的定义与声明分开，不论该函数体有多么小。 2 【建议 1-2-2 】不提倡使用全局变量，尽量不要在头文件中出现象 extern int value 这类声明。 // 版权和版本声明见示例 1-1 ，此处省略。 #ifndef GRAPHICS_H // 防止 graphics.h 被重复引用 #define GRAPHICS_H #include <math.h> // 引用标准库的头文件 … #include “myheader.h” // 引用非标准库的头文件 … void Function1(…); // 全局函数声明 … class Box // 类结构声明 { … }; #endif 示例 1-2 C++/C头文件的结构 1.3 定义文件的结构定义文件有三部分内容：（1）定义文件开头处的版权和版本声明（参见示例 1-1 ）。（2）对一些头文件的引用。（3）程序的实现体（包括数据和代码）。假设定义文件的名称为 graphics.cpp，定义文件的结构参见示例 1-3 。 // 版权和版本声明见示例 1-1 ，此处省略。 #include “graphics.h” // 引用头文件 … // 全局函数的实现体 void Function1(…) { … } // 类成员函数的实现体 void Box::Draw(…) { … } 示例 1-3 C++/C定义文件的结构 1.4 头文件的作用
早期的编程语言如 Basic 、 Fortran 没有头文件的概念， C++/C 语言的初学者虽然会用使用头文件，但经常不明其理。这里对头文件的作用略作解释：（ 1 ）通过头文件来调用库功能。在很多场合，源代码不便（或不准）向用户公布，只要向用户提供头文件和二进制的库即可。用户只需要按照头文件中的接口声明来调用库功能，而不必关心接口怎么实现的。编译器会从库中提取相应的代码。（ 2 ）头文件能加强类型安全检查。假如某个接口被实现或被使用时，其方式与头文件中的声明不一致，编译器就会指出错误，这一简单的规则能大大减轻程序员调试、改错的负担。 1.5 目录结构假如一个软件的头文件数目比较多（如超过十个），通常应将头文件和定义文件分别保存于不同的目录，以便于维护。例如可将头文件保存于 include 目录，将定义文件保存于 source 目录（可以是多级目录）。假如某些头文件是私有的，它不会被用户的程序直接引用，则没有必要公开其“声明”。为了加强信息隐藏，这些私有的头文件可以和定义文件存放于同一个目录。

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