对 C++ 中头文件的实际用途感到困惑 [重复]答案

【问题标题】：Confused about the actual purpose of header files in C++ [duplicate]对 C++ 中头文件的实际用途感到困惑 [重复]
【发布时间】：2012-07-16 16:06:41
【问题描述】：

可能重复：
In C++ why have header files and cpp files?

由于两个相互矛盾的原因，我不太了解 C++ 头文件：

在我看来，在头文件中包含私有变量违反了接口和实现的分离。直观地说，我认为将私有变量放在源文件中会更有意义，因为这是不暴露给外界的文件。

也许我只是误解了头文件的用途，1.上面是完全错误的吗？以什么方式？

【问题讨论】：

标签： c++

【解决方案1】：

C++ 头文件的主要功能目的是在 C++ 语言中没有模块导入或其他语言中存在的任何类似内容。编译器从其他文件中了解类型、函数等的唯一方法是使用 #include 将代码粘贴到当前源文件中。

理论上，您也可以将所有源代码放入标头中，并且只需一个包含所有标头的源文件。通常不这样做的原因是双重的。首先，编译需要更长的时间（对某些项目来说是一个重大问题），并且对任何文件的任何更改都会导致项目的完全重新编译。其次，将实现放入源文件实际上有助于将接口与实现分开，即使在头文件中仍然指定了部分实现。

请注意，标头中的内联方法还会向您的类的公共/客户端公开详细的实现细节。

如果您真的希望将接口与实现完全分开（这有一定的优点），那么 C++ 的方法就是使用 pimpl 习惯用法。使用该习语，所有私有数据都隐藏在源文件中，只向公众提供一个抽象接口。此外，使用非虚拟接口 (NVI) 模式可以进一步帮助将客户端与接口更改隔离开来。

【讨论】：

【解决方案2】：

C++ 区分函数和类的声明和定义。通常，C++ 头文件包含类的声明。由于不允许部分声明，因此头文件需要包含完整的类声明，包括所有私有成员（变量和成员函数）。

如果您想对公众隐藏完整的实现，您可以使用pimpl idiom 来实现。

【讨论】：

【解决方案3】：

头文件的目的是为编译器提供在编译单元（.cpp 源文件）之间共享定义所需的信息。这是机械的东西，而不是哲学的东西。

例如，私有成员变量需要声明，因为它们定义了对象的大小，编译器在分配对象时需要知道大小。

【讨论】：

在编译单元之间“共享声明”不是正确的术语吗？经常很困惑，声明和定义的手段是什么......
@g-makulik，我使用的是英语意义上的“定义”，而不是正式的 C++ 用法。当然可以在标题中包含定义，例如模板几乎是强制性的。
为什么只有私有成员变量？
@zgulser not only 私有成员变量，这只是一个例子。确实需要完整的声明。
@MarkRansom 谢谢马克。实际上，我很惊讶没有人提到分配（但你），因为我相信这是 C++ 必须将对象状态放在头文件中以了解堆栈分配的大小的主要原因。我想当时这是他们能想出的唯一方法。虽然 Java 把它搞砸了一点，但把所有东西都放在一个锅里。

【解决方案4】：

在 C/C++ 中，头文件的一个目的是允许多个翻译单元使用具有相同定义的类型，而不会在多个文件中重复定义。类的部分定义是它的私有成员。

【讨论】：