[C++知识库]C++ 多文件结构、多编译单元下变量函数的引用，源文件编译过程

摘要：C++ 多文件结构、多编译单元下变量函数的引用，源文件编译过程。

1.C++ 多文件结构

1.1 C++ 源程序构成

• 类的定义
• 类的成员实现
• 主函数

在规模较大的程序中，往往需要多个源文件，其中一个源文件为一个编译单元。
由于C++的语法需要一个类的定义出现在所有使用该类的编译单元中，所以C++项目文件构成被设计成下面的样子。

1.2 C++项目的文件构成

• 类定义文件（*.h 头文件）
• 类实现文件（*.cpp 源文件）
• 类使用文件（*.cpp 主函数文件）
• 系统文件 （iostream，系统运行库等）（*.cpp 文件）

此时若要对程序类的修改，只需要在对应的实现文件进行修改就行了，这对调试一个大型项目程序可以获取较高的效率。（解耦）

这里引出了一个问题，我们应该放什么代码在头文件、放什么代码在源文件呢？

1.3 声明的放置原则
?原则：需要分配空间的定义放在源文件中。

• 头文件(*.h文件)：类声明、模板类的定义性声明、外部函数原型声明、外部变量声明、基本数据类型常量声明、内联函数定义。
• 源文件(*.cpp文件)：函数定义、命名空间作用域中的变量定义。

2.不同编译单元下变量与函数的引用

不同编译单元之间可以引用的变量和函数称为：外部变量与外部函数。

2.1 外部变量与外部函数
外部变量：命名空间中的定义的变量默认是外部变量，其他编译单元必须要extern修饰引用。
外部函数：命名空间中的定义的非成员函数默认是外部函数，其他编译单元无需extern修饰引用声明。

2.2 编译单元内的隐藏
当不希望一个源文件中定义的命名空间作用域的变量和函数别其他源文件引用时：

1. 用static修饰变量与函数。（C++曾经的用法）
2. 用匿名空间。(C++现在推荐用法)

// 用匿名空间实现变量和函数在编译单元内的隐藏
namespace{
	int n;
	void f(){
		n++;
	}
}

3.C++源文件的编译过程

C++的编译器只对*.cpp 文件进行编译，生成一个可执行的程序分两个阶段：

• 编译阶段：编译器将每一个*.cpp文件编译成*.obj目标文件。
• 链接阶段：链接器将所有程序调用的*.obj文件链接起来，生成一个*.exe可执行文件。

2021.10.11 第一次编辑