头文件的使用

Question

老师你好，这节课中，在头文件中直接实现自定义结构体的相关代码，对这种方式感觉到好奇。我已经参考了您的另外一个回答：
https://coding.imooc.com/learn/questiondetail/RAKpB2PJ8xWXbv0E.html
但是还有一个疑问就是：这个.h文件，在编译的时候也和.cpp文件一样编译么？课程中大致的理解是：“在Student.h中，把声明和实现一起写了出来，相当于一个开源项目，因为.h是不对外隐藏的；.cpp文件经过编译后，对外界隐藏。”，好奇是，这个h文件也被编译成可执行文件了么？那.h和.cpp好像除了信息隐藏，也没啥其他区别了。

Answer 1

规划局局长 2023-01-30 20:43:50

.h文件是头文件，内含函数声明、宏定义、结构体定义等内容
　　 .c文件是程序文件，内含函数实现，变量定义等内容。而且是什么后缀也没有关系，只不过编译器会默认对某些后缀的文件采取某些动作。你可以强制编译器把任何后缀的文件都当作c文件来编。
　　这样分开写成两个文件是一个良好的编程风格。

Answer 2

liuyubobobo 2023-01-31 08:14:13

“这个.h文件，在编译的时候也和.cpp文件一样编译么？”

这其实是一个很“基础”的 C++ 问题，但是我很理解很多经常使用 C++ 的程序员都不很理解 C++的编译机制（其实包括其他语言的编译机制），尤其是国内很多教育相对忽视这一点。

简单回答就是，h 文件是不参与编译的，h 文件参与的是预处理。所以 #include 这类以 # 开头的指令叫做预处理指令。C++ 中的预处理指令可以参考这里：https://cplusplus.com/doc/tutorial/preprocessor/

#include 是最典型的预处理指令，预处理器处理 #include 的方式也非常简单，就是直接把 #include 对应的文件（通常是 .h 文件）的所有内容，直接复制粘贴到 cpp 文件中。最终编译器只针对 cpp 文件做编译工作。（compile）

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h 和 cpp 分离，除了对外界做隐藏之外，从软件工程的角度，更重要的是信息的分离，即接口和具体实现做分离。所以你可以不用知道 vector 是怎么实现的，只要 #include <vector>，然后直接用 vector 就好了。

你说的“开源“，是我选择将具体逻辑程序放到 h 中的最不重要的原因，而最重要的原因是，C++ 的模板类“原生”不支持这种信息分离（实践一下试试看？我在你引用的问答里也给出了一个关于这个问题的讨论链接。）

从业界的角度，把具体实现放在 h 中也并不是不常用的手段。随便放一个例子。比如微软的 C++ STL 的开源实现，其整个 vector 类就是完整是现在 vector 的头文件中的：https://github.com/microsoft/STL/blob/main/stl/inc/vector

这背后还有一个重要的原因，把类实现放在 h 文件中，是一种隐式的声明内联（inline）的方式。深入下去涉及太多 C++ 的内容了。有兴趣你可以查询学习一下诸如这种问题的讨论：https://stackoverflow.com/questions/14517546/how-can-a-c-header-file-include-implementation 

（但如果你是以 C++ 作为主语言，尤其是工作用的话，还是建议完整学习 C++ 的知识。C++ 的知识非常庞大，说实话，是远高于“面试常用算法”这个范畴的。这里的 C++ 书单可以参考：https://stackoverflow.com/questions/388242/the-definitive-c-book-guide-and-list  ）

继续加油！：）

• 提问者 阿阳2017 #1

  感谢老师的耐心回复，让我了解到cpp背后的一些知识。最近几年工作主要是前端开发，但是前些年一直断断续续学cpp。前端工程师最好还是掌握一门编译型语言，一直喜欢cpp，前几年也看过c++ primer。但是总感觉，语言的学习，和数据结构算法的实现，是割裂的。语言背后的知识也难以串起来。
  以前买的这门课，让我觉得终于把语言知识和算法知识结合起来了，打通了关节。波波老师的课程以cpp讲解的只有两门，这门课是难得的宝藏课程。如果再出cpp相关的课程，必买。