头文件与源文件

 以下内容全部是个人总结，如果有错误请指正！

在初学C++的时候，我总是彷徨于不恰当使用头文件、声明、定义、源文件而导致的各种Link错误。今天我想通过一些简单的测试，得到一些概括的，一般性的结论。（因为我没有学习过C++的编译器，所以我所以这些结论仅仅是一些根据一些现象的猜想）

实验环境：集成开发环境（Visual Studio 2017），并没有直接使用过g++的shell命令。

1. 在Visual Studio 2017 环境下，项目中的文件会被赋予不同的类型每个类型有各自的作用。

1.1 头文件

　　头文件不会参与Link过程，所以头文件中如果存在语法错误，是不会被发现的。

e.g:

在头文件文件夹下新建文件：输入“wrong code”。运行 源.cpp,发现正常运行。

1.2 源文件

　　源文件既可以被 #include 导入（因为头文件源文件类型的区分是VS的限定，但对于一个编译器来说任何文件都是没有区别的，只有输入的参数不同），但导入之后同样会编译自身之后Link。

e.g:

在源文件文件夹下新建文件a.h: 定义函数 a, 在源.cpp 中include该文件，并使用a函数。

系统将出现符号重定义的错误：因为 VS认为a.h是源文件故编译了他。而源.cpp中include的部分也被编译，故出现了两个相同的符号。 

2. C++ 的 #include 对文件的名字（后缀）不敏感

2.1 可以使用无 .h 后缀的文件作为 #include 的目标

　　这个是一个不需要实验的结论，因为常用的#include <iostream>便是一个很好的例子。

2.2 如果把一个正常的 .h 文件改成 .cpp 后缀，效果是一样的

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正常情况：

// 源.cpp
#include "A"
#include <iostream>

int main() {
    A a;
    //int main2();
    std::cout << "在main里：" << a.value << std::endl;
    //std::cout << "在main里：" << a.value << "  " << a.functionA() << std::endl;
    //std::cout << "在main2里：";
    //main2();
    getwchar();
    return 1;
}

// A
#pragma once
class A
{
public:
    int value = 100;
    //A();
    //~A();
    int functionA();

private:

};

正常输出

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当 #include 的对象改为 .cpp 后缀

// 源.cpp
#include "A.cpp"
#include <iostream>

int main() {
    A a;
    //int main2();
    std::cout << "在main里：" << a.value << std::endl;
    //std::cout << "在main里：" << a.value << "  " << a.functionA() << std::endl;
    //std::cout << "在main2里：";
    //main2();
    getwchar();
    return 1;
}

// A.cpp
#pragma once
class A
{
public:
    int value = 100;
    //A();
    //~A();
    int functionA();

private:

};

正常输出

3. #include 是的本质是将 #include文件的全体代码替换到当前位置

3.1 （猜想）因为 #include 带 “#” 所以是预处理过程，其过程将先与其他语法检查步骤

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使用 #include 语句

// 源.cpp
#include "testInclude.h"
#include <iostream>

int main() {

    std::cout << functionToTestInclude();
    getwchar();
    return 1;

}

// testInclude.h
#pragma once

int functionToTestInclude() { return 1; }

正常输出

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直接将 #include 对象替换掉 #include 语句

// 源.cpp
int functionToTestInclude() { return 1; }
#include <iostream>

int main() {

    std::cout << functionToTestInclude();
    getwchar();
    return 1;

}

正常输出

结论：

1. 替换后效果一样。

2. 没有检测出“未定义函数”，说明语法检测过程是在 #include 之后。

3. 所以现在 “#include 的文件” 也没有必要讨论了。我们所讨论的项目里剩下的，#include 别的文件的文件，并默认在 #include 展开之后，这些文件就是Visual Studio 2017里标记类型为源文件的需要被编译的文件。

4. 单个文件内支持多次全局声明

4.1 多个文件支持重复全局声明

　　const部分

　　C++中的声明与定义

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// 源.cpp
// 声明函数
int functionToTestInclude();
int functionToTestInclude();
int functionToTestInclude();

// 声明变量
extern int intV;
extern int intV;

// 声明函数指针
int *intFP();
int *intFP();

class classExample;
class classExample;


// 正常运行
int main() {

    return 1;

}

// 源1.cpp
//声明函数
int functionToTestInclude();
int functionToTestInclude();
int functionToTestInclude();

//声明变量
extern int intV;
extern int intV;

// 声明函数指针
int *intFP();
int *intFP();

class classExample;
class classExample;

5. 单个文件中不允许任何全局数据重复定义，只有类允许在多个文件中重复定义（包括类内方法定义，但不包括类外部实现的方法）

5.1 使用函数时，可以先声明，编译器会自动查找到函数的定义（在后文或其他文件内）。

5.2 定义对象时，必须在之前上文中有类的定义。

#include "iostream"

class testClass;
class testClass
{
};
int function();

int main() {

    testClass as;
    int ret = function();
    getchar();
    return 1;

}
// 函数在后文定义不会出现问题
int function() { return 1; }

// 将testClass的定义 替换到此处，将导致程序非法，出现 “testClass”未定义的错误。

5.3 定义类时，如果需要某个其它类构造器内部的属性或方法，可以不用定义，声明即可，但必须在同一文件内。

#include "iostream"

class testClass;
class refClass;
class testClass
{
public :
    refClass ref_class;
};


int main() {

    testClass as;
    getchar();
    return 1;

}
int function() { return 1; }

// 先声明，在后文定义不会出现问题 （若将此定义移至其他文件，将会出现“refClass未定义”的错误）
class refClass
{

};

5.4 多个文件重复定义类，构造对象时所选用的类定义是不确定的。

5.4.1 因为一般情况类写在头文件内，所以每个文件 include 展开后类的定义是相同的，故不会出现问题。

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