C++学习 十二、内存模型，作用域，名称空间 （1）多文件编译

前言

本篇继续C++学习总结。

本篇将探讨C++中，变量与函数的内存模型，以及在多文件程序中的关系。先从多文件编译方法开始。

多文件编译 模块化

由于大型程序的编译非常耗时，将所有代码写在一个源文件里是不现实的。通常做法是，把结构，类，符号常量等声明放在一个文件中，把具有相同功能的函数放在另一个文件中，把实际运行的程序单独放在一个文件中，形成不同的模块。

文件结构

一般把C++程序分为三部分：头文件，源文件，程序入口文件。

头文件.h

头文件包含内容：

• 函数声明
• #define宏定义
• const符号常量
• 结构声明（定义）
• 类声明（定义）
• 函数模板声明（定义）
• 内联函数定义

函数定义和变量声明不能放在头文件中，否则如果另外两个头文件包含了该头文件，程序入口包含这两个头文件，就会报redefined的错误。

内联函数与const变量是例外，也应当放在头文件中。

其它文件如果需要头文件里的函数、结构、类等声明，则可以直接通过#include头文件来使用。

注意：实际操作中，结构和类定义也会一并放在头文件中，这也可能造成上述redefined问题；函数模板的声明与定义也会放在头文件中，否则容易出现模板篇中提到的undefined reference问题，但这也可能造成redefined问题。

注意：#include 将在标准头文件目录下查找；#include "xxx.h"首先在当前工作目录下查找，如果没有找到.h文件，再到标准目录下查找。

在一个文件中，只能将同一个头文件包含一次，否则很容易出现上面的redefined问题。要解决该问题，首先要知道文件编译中#include "xxx.h"干了什么。

#include：预编译器接收#include指令，把#include "xxx.h"替换为xxx.h文件中的内容。

因此，如果包含同一头文件两次，而头文件又刚好具有结构、类、函数模板的定义，就报redefined错误。

头文件结构

为了防止重定义，可以通过下面示例的头文件结构来避免：

// example.h
#ifndef EXAMPLE_H_
#defined EXAMPLE_H_

struct myStruct{
	int a;
	float b;
	bool c;
};

void func1(int a);

int func2();

#endif

如果引用该example.h的源文件之前没有宏定义EXAMPLE_H_，则宏定义EXAMPLE_H_，并进行结构定义和函数声明等操作。之后再重复包含example.h时，EXAMPLE_H_已被宏定义，就不会重复包含头文件的内容。

此外，头文件包含还有一些比较常见的约定：

• 尽量不在头文件中包含其它的头文件，特别是自定义头文件。
• 尽量在同名源文件中包含其它的头文件，而不是在同名头文件中包含。

源文件.cpp

普通源文件示例：

#include "example.h"

void func1(int a){
	a = 1;
}

int func2(){
	return 1;
}

普通源文件主要是定义同名头文件中声明的函数。

程序入口文件示例：

#include "example.h"

void main(){
	func1(0);
	func2();
}

程序入口文件必须要包含使调用函数的头文件，否则报error: xxx was not declared错误。

编译只编译.cpp文件。首先预编译把每个.cpp文件的头文件替换，注释删去，宏定义替换，条件编译；然后把每个.cpp文件编译成汇编码文件，再汇编成机器码文件，最后链接。

后记

下篇继续记录C++的内存模型。