C++中的 .h 和 .cpp 區別詳解

在C++編程過程當中，隨着項目的愈來愈大，代碼也會愈來愈多，而且難以管理和分析。因而，在C++中就要分出了頭(.h)文件和實現(.cpp)文件，而且也有了Package的概念。

對於以C起步，C#做爲「母語」的我剛開始跟着導師學習C++對這方面仍是感到很模糊。雖然我能夠以C的知識面對C++的語法規範，用C#的思想領悟C++中類的使用。可是C#中定義和實現是都在一個文件中(其實都是在類裏面)，而使用C的時候也只是編程的剛剛起步，所寫的程序也只要一個文件就夠了。所以對於C++的Package理解以及.h文件和.cpp文件的老是心存糾結。

幸虧有詳細的PPT讓我瞭解，一次對於Package的認識就明白多了。簡單講，一個Package就是由同名的.h和.cpp文件組成。固然能夠少其中任意一個文件：只有.h文件的Package能夠是接口或模板(template)的定義；只有.cpp文件的Package能夠是一個程序的入口。

固然更具體詳細的講解，歡迎下載導師的教學PPT-Package來了解更多。

 

不過我在這裏想講的仍是關於.h文件和.cpp文件

知道Package只是相對比較宏觀的理解：咱們在項目中以Package爲編輯對象來擴展和修正咱們的程序。編寫代碼時具體到應該把什麼放到.h文件，又該什麼放在.cpp文件中，我又迷惑了。

雖然Google給了我不少的連接，可是大部分的解釋都太籠統了：申明寫在.h文件，定義實現寫在.cpp文件。這個解釋沒有差錯，可是真正下手起來，又會發現不知道該把代碼往哪裏打。

 

因而我又把這個問題拋給了導師，他很耐心地給我詳詳細細地表述瞭如何在C++中進行代碼分離。很惋惜，第一次我聽下了，可是沒有聽太懂，並且原本對C++就瞭解不深，因此也沒有深入的印象。

通過幾個項目的試煉和體驗以後，我又拿出這個問題問導師，他又一次耐心地給我講解了一遍（我發誓他絕對不是忘記了我曾經問過一樣的問題），此次我把它記錄了下來。

爲了避免再忘記，我將它們總結在這裏。

概覽

	非模板類型(none-template)	模板類型(template)
頭文件(.h)	全局變量申明（帶extern限定符） 全局函數的申明 帶inline限定符的全局函數的定義	帶inline限定符的全局模板函數的申明和定義
類的定義 類函數成員和數據成員的申明（在類內部） 類定義內的函數定義（至關於inline） 帶static const限定符的數據成員在類內部的初始化 帶inline限定符的類定義外的函數定義	模板類的定義 模板類成員的申明和定義（定義能夠放在類內或者類外，類外不須要寫inline）
實現文件(.cpp)	全局變量的定義（及初始化） 全局函數的定義	(無)
類函數成員的定義 類帶static限定符的數據成員的初始化

*申明：declaration
   *定義：definition

頭文件

頭文件的全部內容，都必須包含在

#ifndef  {Filename}              
 #define       {Filename}              
 
 //  {Content of head file}              
 
 #endif        

這樣才能保證頭文件被多個其餘文件引用(include)時，內部的數據不會被屢次定義而形成錯誤

inline限定符

在頭文件中，能夠對函數用inline限定符來告知編譯器，這段函數很是的簡單，能夠直接嵌入到調用定義之處。

固然inline的函數並不必定會被編譯器做爲inline來實現，若是函數過於複雜，編譯器也會拒絕inline。

所以簡單說來，代碼最好短到只有3-5行的才做爲inline。有循環，分支，遞歸的函數都不要用作inline。

對於在類定義內定義實現的函數，編譯器自動當作有inline請求（也是不必定inline的）。所以在下邊，我把帶有inline限定符的函數成員和寫在類定義體內的函數成員統稱爲「要inline的函數成員」

非模板類型

全局類型

就像前面籠統的話講的：申明寫在.h文件。

對於函數來說，沒有實現體的函數，就至關因而申明；而對於數據類型（包括基本類型和自定義類型）來講，其申明就須要用extern來修飾。

而後在.cpp文件裏定義、實現或初始化這些全局函數和全局變量。

不過導師一直反覆強調：不準使用全局函數和全局變量。用了以後形成的後果，目前就是交上去的做業項目會扣分。固然不能用自有不能用的理由以及解決方案，不過不在目前的討論範圍內。

 

自定義類型

對於自定義類型，包括類（class）和結構體（struct），它們的定義都是放在.h文件中。其成員的申明和定義就比較複雜了，不過看上邊的表格，仍是比較清晰的。

函數成員

函數成員不管是否帶有static限定符，其申明都放在.h文件的類定義內部。

對於要inline的函數成員其定義放在.h文件；其餘函數的實現都放在.cpp文件中。

數據成員

數據成員的申明與定義都是放在.h文件的類定義內部。對於數據類型，關鍵問題是其初始化要放在什麼地方進行。

對於只含有static限定符的數據成員，它的初始化要放在.cpp文件中。由於它是全部類對象共有的，所以必須對它作合適的初始化。

對於只含有const限定符的數據成員，它的初始化只能在構造函數的初始化列表中完成。由於它是一經初始化就不能從新賦值，所以它也必須進行合適的初始化。

對於既含有static限定符，又含有const限定符的數據成員，它的初始化和定義同時進行。它也是必須進行合適的初始化

對於既沒有static限定符，又沒有const限定符的數據成員，它的值只針對本對象能夠隨意修改，所以咱們並不在乎它的初始化何時進行。

 

模板類型

C++中，模板是一把開發利器，它與C#，Java的泛型很類似，卻又不盡相同。之前，我一直只以爲像泛型，模板這種東西我可能一生也不可能須要使用到。可是在導師的強制逼迫使用下，我才真正體會到模板的強大，也真正知道要如何去使用模板，更進一步是如何去設計模板。不過這不是三言兩語能夠講完的，就很少說了。

對於模板，最重要的一點，就是在定義它的時候，編譯器並不會對它進行編譯，由於它沒有一個實體可用。

只有模板被具體化（specialization）以後（用在特定的類型上），編譯器纔會根據具體的類型對模板進行編譯。

因此才定義模板的時候，會發現編譯器基本不會報錯（我當時還很開心的：我寫代碼盡然會沒有錯誤，一鼓作氣），也作不出智能提示。可是當它被具體用在一個類上以後，錯誤就會大片大片的出現，卻每每沒法準肯定位。

所以設計模板就有設計模板的一套思路和方式，可是這跟本文的主題也有偏。

 

由於模板的這種特殊性，它並無本身的準肯定義，所以咱們不能把它放在.cpp文件中，而要把他們所有放在.h文件中進行書寫。這也是爲了在模板具體化的時候，可以讓編譯器能夠找到模板的全部定義在哪裏，以便真正的定義方法。

至於模板類函數成員的定義放在哪裏，導師的意見是放在類定義以外，由於這樣當你看類的時候，一目瞭然地知道有那些方法和數據；我在用Visual Studio的時候查看到其標準庫的實現，都是放在類內部的。

多是我習慣了C#的風格，我比較喜歡把它們都寫在類內部，也由於在開發過程當中，所使用的編輯器都有一個強大的功能：代碼摺疊。

固然還有其餘緣由就是寫在類外部，對於每個函數成員的實現都須要把模板類型做爲限定符寫一遍，把類名限定符也要寫一遍。

 

 

參考文獻：

1. http://www.cnblogs.com/ider/archive/2011/06/30/what_is_in_cpp_header_and_implementation_file.html