C/C++编程：头文件

绝地灬酷狼 2023-01-03 14:02 223阅读 0赞

> 将C++标准程序库中所有标识符都定义于`namespace std`里面，这种做法是标准化过程中引入的。这种做法不具备向下兼容性，因为原先的C/C++头文件都将C++标准程序库的标识符定义在全局范围(`global scope`）。此外标准化过程中有些`classes`的接口也有了改动。为此，特别引入了一套新的头文件命名风格，这样一来组件开发商得以通过”提供旧的头文件“来达到向下兼容的目的。

# 头文件 #

以前头文件的扩展名特别多：`.h, .hpp, .hxx`。如今已经将头文件扩展名规范化了：跟比没有扩展名。

> 从操作系统角度来看：新头文件命名方式并不意味标准头文件没有扩展名，。标准头文件的`#include`应该如何处理，由编译器决定。C++系统可以自动添加一个扩展名，甚至可以使用内建声明，不读入任何文件。  
> 比如：

#include <string>

这种写法也适用于C标准头文件。但是必须采用前缀字符`c`，而不再是扩展名`.h`

#include <cstring> // was: <string.h>

此时：在这些头文件中，每一个标识符都被声明于`namespace std`

为了向下兼容C，旧的C标准头文件还有效：

#include <stdlib.h>

此时，标识符同时声明于全局范围和`namespace std`

> 事实上这些头文件的行为类似于先在std中声明所有标识符，再悄悄使用`using declaration`把这些标识符引入全局范围

建议：**要么使用旧头文件名，要么全部改用新标准名称。不要混用**

> "stdlib.h"与`<stdlib.h>`的区别：
> 
>  *  < > 去存储头文件的主机系统的文件中查询
>  *  “ ” 现在自己目录下找，找不到再去标准位置找

# 要放置在标头文件中的内容 #

头文件中长包含的内容：

*  函数原型
 *  结构声明
    
     *  结构声明不会创建变量，只是告诉编译器应该如何创建变量
 *  类声明
 *  模板声明
    
     *  模板声明不是将被编译的代码，是指示编译器如何生成与源代码中函数调用相匹配的函数定义
 *  使用\#define、const定义的符号常量
 *  内联函数
    
     *  声明为const的数据和内联函数由特殊的链接属性。

因为头文件可能由多个文件包含，所以它不能包含可能产生同一名称的多个定义的定义。不建议执行下面操作：

*  命名空间或者全局方位内的内置类型定义
 *  非内联函数定义
 *  非常量变量定义
 *  聚合定义
 *  未命名的命名空间
 *  using指定

使用`using`指令不一定会导致错误，但是可能会出现问题，因为它会将命名空间引入到直接或者间接包含该标头的每个.cpp文件的范围中

下面的示例演示了标头文件中允许的各种声明和定义：

// sample.h
    #pragma once
    #include <vector> // #include directive
    #include <string>
    
    namespace N  // namespace declaration
    {
        
        inline namespace P
        {
        
            //...
        }
    
        enum class colors : short {
         red, blue, purple, azure };
    
        const double PI = 3.14;  // const and constexpr definitions
        constexpr int MeaningOfLife{
         42 };
        constexpr int get_meaning()
        {
        
            static_assert(MeaningOfLife == 42, "unexpected!"); // static_assert
            return MeaningOfLife;
        }
        using vstr = std::vector<int>;  // type alias
        extern double d; // extern variable
    
    #define LOG   // macro definition
    
    #ifdef LOG   // conditional compilation directive
        void print_to_log();
    #endif
    
        class my_class   // regular class definition,
        {
                        // but no non-inline function definitions
    
            friend class other_class;
        public:
            void do_something();   // definition in my_class.cpp
            inline void put_value(int i) {
         vals.push_back(i); } // inline OK
    
        private:
            vstr vals;
            int i;
        };
    
        struct RGB
        {
        
            short r{
         0 };  // member initialization
            short g{
         0 };
            short b{
         0 };
        };
    
        template <typename T>  // template definition
        class value_store
        {
        
        public:
            value_store<T>() = default;
            void write_value(T val)
            {
        
                //... function definition OK in template
            }
        private:
            std::vector<T> vals;
        };
    
        template <typename T>  // template declaration
        class value_widget;
    }