头文件

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程序设计中,特别是在C语言C++中,头文件包含文件是一个文件,通常是源代码的形式,由编译器在处理另一个源文件的时候自动包含进来。一般来说,程序员通过编译器指令将头文件包含进其他源文件的开始(或头部)。

一个头文件一般包含子程序变量和其他标识符前置声明。需要在一个以上源文件中被声明的标识符可以被放在一个头文件中,并在需要的地方包含这个头文件。

C语言C++中,标准库函数习惯上在头文件中声明,参见C标准函式库C++标准函式库

作用[编辑]

在大多数现代计算机编程语言中,程序可以被分成如子程序的更小的组件,这些组件可以通过许多物理源文件分发,这些源文件被单独编译。当一个子程序在定义的位置以外的地方被使用时,就需要引入前置声明函数原型的概念。例如,一个函数在一个源文件中有如下定义:

 int add(int a, int b)
 {
     return a + b;
 }

在另一个源文件中引用的时候就可以声明成这样(包含函数原型):

 int add(int, int);
 
 int triple(int x)
 {
     return add(x, add(x, x));
 }

但是,这个简单的方法需要程序员为add在两个地方维护函数声明,一个是包含函数实现的的文件,以及使用该函数的文件。如果函数的定义改变了,程序员必须要更改散布在程序中的所有的原型。

头文件提供了解决办法。模块的头文件声明作为模块公共接口一部分的每一个函数、对象以及数据类型。例如,在下面的情况下,头文件仅包含add的声明。每一个引用了add的源文件使用#include来包含头文件:

 /* File add.h */
 #ifndef ADD_H
 #define ADD_H
 
 int add(int, int);
 
 #endif /* ADD_H */
 /* File triple.c */
 #include "add.h"
 
 int triple(int x)
 {
     return add(x, add(x, x));
 }

这样就减少了维护的负担:当定义改变的时候,只须更新声明的一个独立副本(在头文件中的那个)。在包含对应的定义的源文件中也可以包含头文件,这给了编译器一个检查声明和定义一致性的机会。

 /* File add.c */
 #include "add.h"
 
 int add(int a, int b)
 {
     return a + b;
 }

通常,头文件被用来唯一指定接口,且多少提供一些文档来说明如何使用在该文件中声明的组件。在这个例子中,子程序的实现放在一个单独的源文件中,这个源文件被单独编译。(在C和C++中有个例外,即内联函数。内联函数通常放在头文件中,因为大多数实现如果不知道其定义,在编译时便无法适当的展开内联函数。)

替代[编辑]

在访问声明在不同文件中的标识符问题上,头文件不是唯一的解决方法。他们也有缺点,当定义改变的时候可能仍然需要在两个地方来修改(头文件和源文件)。一些更新的语言(如Java)省略掉了头文件,而使用命名规则(naming scheme),这就允许编译器来定位与接口和类实现相关的源文件。

参见[编辑]

外部链接[编辑]