C++中的 .h 和 .cpp 区别详解

在C++编程过程当中，随着项目的愈来愈大，代码也会愈来愈多，而且难以管理和分析。因而，在C++中就要分出了头(.h)文件和实现(.cpp)文件，而且也有了Package的概念。

对于以C起步，C#做为“母语”的我刚开始跟着导师学习C++对这方面仍是感到很模糊。虽然我能够以C的知识面对C++的语法规范，用C#的思想领悟C++中类的使用。可是C#中定义和实现是都在一个文件中(其实都是在类里面)，而使用C的时候也只是编程的刚刚起步，所写的程序也只要一个文件就够了。所以对于C++的Package理解以及.h文件和.cpp文件的老是心存纠结。

幸亏有详细的PPT让我了解，一次对于Package的认识就明白多了。简单讲，一个Package就是由同名的.h和.cpp文件组成。固然能够少其中任意一个文件：只有.h文件的Package能够是接口或模板(template)的定义；只有.cpp文件的Package能够是一个程序的入口。

固然更具体详细的讲解，欢迎下载导师的教学PPT-Package来了解更多。

 

不过我在这里想讲的仍是关于.h文件和.cpp文件

知道Package只是相对比较宏观的理解：咱们在项目中以Package为编辑对象来扩展和修正咱们的程序。编写代码时具体到应该把什么放到.h文件，又该什么放在.cpp文件中，我又迷惑了。

虽然Google给了我不少的连接，可是大部分的解释都太笼统了：申明写在.h文件，定义实现写在.cpp文件。这个解释没有差错，可是真正下手起来，又会发现不知道该把代码往哪里打。

 

因而我又把这个问题抛给了导师，他很耐心地给我详详细细地表述了如何在C++中进行代码分离。很惋惜，第一次我听下了，可是没有听太懂，并且原本对C++就了解不深，因此也没有深入的印象。

通过几个项目的试炼和体验以后，我又拿出这个问题问导师，他又一次耐心地给我讲解了一遍（我发誓他绝对不是忘记了我曾经问过一样的问题），此次我把它记录了下来。

为了避免再忘记，我将它们总结在这里。

概览

	非模板类型(none-template)	模板类型(template)
头文件(.h)	全局变量申明（带extern限定符） 全局函数的申明 带inline限定符的全局函数的定义	带inline限定符的全局模板函数的申明和定义
类的定义 类函数成员和数据成员的申明（在类内部） 类定义内的函数定义（至关于inline） 带static const限定符的数据成员在类内部的初始化 带inline限定符的类定义外的函数定义	模板类的定义 模板类成员的申明和定义（定义能够放在类内或者类外，类外不须要写inline）
实现文件(.cpp)	全局变量的定义（及初始化） 全局函数的定义	(无)
类函数成员的定义 类带static限定符的数据成员的初始化

*申明：declaration
   *定义：definition

头文件

头文件的全部内容，都必须包含在

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

这样才能保证头文件被多个其余文件引用(include)时，内部的数据不会被屡次定义而形成错误

inline限定符

在头文件中，能够对函数用inline限定符来告知编译器，这段函数很是的简单，能够直接嵌入到调用定义之处。

固然inline的函数并不必定会被编译器做为inline来实现，若是函数过于复杂，编译器也会拒绝inline。

所以简单说来，代码最好短到只有3-5行的才做为inline。有循环，分支，递归的函数都不要用作inline。

对于在类定义内定义实现的函数，编译器自动当作有inline请求（也是不必定inline的）。所以在下边，我把带有inline限定符的函数成员和写在类定义体内的函数成员统称为“要inline的函数成员”

非模板类型

全局类型

就像前面笼统的话讲的：申明写在.h文件。

对于函数来说，没有实现体的函数，就至关因而申明；而对于数据类型（包括基本类型和自定义类型）来讲，其申明就须要用extern来修饰。

而后在.cpp文件里定义、实现或初始化这些全局函数和全局变量。

不过导师一直反复强调：不准使用全局函数和全局变量。用了以后形成的后果，目前就是交上去的做业项目会扣分。固然不能用自有不能用的理由以及解决方案，不过不在目前的讨论范围内。

 

自定义类型

对于自定义类型，包括类（class）和结构体（struct），它们的定义都是放在.h文件中。其成员的申明和定义就比较复杂了，不过看上边的表格，仍是比较清晰的。

函数成员

函数成员不管是否带有static限定符，其申明都放在.h文件的类定义内部。

对于要inline的函数成员其定义放在.h文件；其余函数的实现都放在.cpp文件中。

数据成员

数据成员的申明与定义都是放在.h文件的类定义内部。对于数据类型，关键问题是其初始化要放在什么地方进行。

对于只含有static限定符的数据成员，它的初始化要放在.cpp文件中。由于它是全部类对象共有的，所以必须对它作合适的初始化。

对于只含有const限定符的数据成员，它的初始化只能在构造函数的初始化列表中完成。由于它是一经初始化就不能从新赋值，所以它也必须进行合适的初始化。

对于既含有static限定符，又含有const限定符的数据成员，它的初始化和定义同时进行。它也是必须进行合适的初始化

对于既没有static限定符，又没有const限定符的数据成员，它的值只针对本对象能够随意修改，所以咱们并不在乎它的初始化何时进行。

 

模板类型

C++中，模板是一把开发利器，它与C#，Java的泛型很类似，却又不尽相同。之前，我一直只以为像泛型，模板这种东西我可能一生也不可能须要使用到。可是在导师的强制逼迫使用下，我才真正体会到模板的强大，也真正知道要如何去使用模板，更进一步是如何去设计模板。不过这不是三言两语能够讲完的，就很少说了。

对于模板，最重要的一点，就是在定义它的时候，编译器并不会对它进行编译，由于它没有一个实体可用。

只有模板被具体化（specialization）以后（用在特定的类型上），编译器才会根据具体的类型对模板进行编译。

因此才定义模板的时候，会发现编译器基本不会报错（我当时还很开心的：我写代码尽然会没有错误，一鼓作气），也作不出智能提示。可是当它被具体用在一个类上以后，错误就会大片大片的出现，却每每没法准肯定位。

所以设计模板就有设计模板的一套思路和方式，可是这跟本文的主题也有偏。

 

由于模板的这种特殊性，它并无本身的准肯定义，所以咱们不能把它放在.cpp文件中，而要把他们所有放在.h文件中进行书写。这也是为了在模板具体化的时候，可以让编译器能够找到模板的全部定义在哪里，以便真正的定义方法。

至于模板类函数成员的定义放在哪里，导师的意见是放在类定义以外，由于这样当你看类的时候，一目了然地知道有那些方法和数据；我在用Visual Studio的时候查看到其标准库的实现，都是放在类内部的。

多是我习惯了C#的风格，我比较喜欢把它们都写在类内部，也由于在开发过程当中，所使用的编辑器都有一个强大的功能：代码折叠。

固然还有其余缘由就是写在类外部，对于每个函数成员的实现都须要把模板类型做为限定符写一遍，把类名限定符也要写一遍。

 

 

参考文献：

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