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2.6.3 编写自己的头文件
2013-09-07 16:12:03     我来说两句
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本文所属图书 > C++ Primer中文版(第5版)

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尽管如19.7节(第852页)所讲可以在函数体内定义类,但是这样的类毕竟受到了一些限制。所以,类一般都不定义在函数体内。当在函数体外部定义类时,在各个指定的源文件中可能只有一处该类的定义。而且,如果要在不同文件中使用同一个类,类的定义就必须保持一致。

为了确保各个文件中类的定义一致,类通常被定义在头文件中,而且类所在头文件的名字应与类的名字一样。例如,库类型string在名为string的头文件中定义。又如,我们应该把Sales_data类定义在名为Sales_data.h的头文件中。

头文件通常包含那些只能被定义一次的实体,如类、const和constexpr变量(参见2.4节,第60页)等。头文件也经常用到其他头文件的功能。例如,我们的Sales_data类包含有一个string成员,所以Sales_data.h必须包含string.h头文件。同时,使用Sales_data类的程序为了能操作bookNo成员需要再一次包含string.h头文件。这样,事实上使用Sales_data类的程序就先后两次包含了string.h头文件:一次是直接包含的,另有一次是随着包含Sales_data.h被隐式地包含进来的。有必要在书写头文件时做适当处理,使其遇到多次包含的情况也能安全和正常地工作。

头文件一旦改变,相关的源文件必须重新编译以获取更新过的声明。

预处理器概述

确保头文件多次包含仍能安全工作的常用技术是预处理器(preprocessor),它由C++语言从C语言继承而来。预处理器是在编译之前执行的一段程序,可以部分地改变我们所写的程序。之前已经用到了一项预处理功能#include,当预处理器看到#include标记时就会用指定的头文件的内容代替#include。

C++程序还会用到的一项预处理功能是头文件保护符(header guard),头文件保护符依赖于预处理变量(参见2.3.2节,第53页)。预处理变量有两种状态:已定义和未定义。#define指令把一个名字设定为预处理变量,另外两个指令则分别检查某个指定的预处理变量是否已经定义:#ifdef当且仅当变量已定义时为真,#ifndef当且仅当变量未定义时为真。一旦检查结果为真,则执行后续操作直至遇到#endif指令为止。

使用这些功能就能有效地防止重复包含的发生:

#ifndef SALES_DATA_H

#define SALES_DATA_H

#include <string>

struct Sales_data {

    std::string bookNo;

    unsigned units_sold = 0;

    double revenue = 0.0;

};

#endif

第一次包含Sales_data.h时,#ifndef的检查结果为真,预处理器将顺序执行后面的操作直至遇到#endif为止。此时,预处理变量SALES_DATA_H的值将变为已定义,而且Sales_data.h也会被拷贝到我们的程序中来。后面如果再一次包含Sales_data.h,则#ifndef的检查结果将为假,编译器将忽略#ifndef到#endif之间的部分。

预处理变量无视C++语言中关于作用域的规则。

整个程序中的预处理变量包括头文件保护符必须唯一,通常的做法是基于头文件中类的名字来构建保护符的名字,以确保其唯一性。为了避免与程序中的其他实体发生名字冲突,一般把预处理变量的名字全部大写。

头文件即使(目前还)没有被包含在任何其他头文件中,也应该设置保护符。头文件保护符很简单,程序员只要习惯性地加上就可以了,没必要太在乎你的程序到底需不需要。

2.6.3节练习

练习2.42:根据你自己的理解重写一个Sales_data.h头文件,并以此为基础重做2.6.2节(第76页)的练习。

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