EasyC++43，编写头文件

作者 | 梁唐

大家好，我是梁唐。

这是EasyC++系列的第43篇，来聊聊头文件的编写。

编写头文件

我们之前做的左右示例都是在一个单独的cpp文件当中完成的，当我们要做一个相对复杂或大型的项目时，我们显然不能把所有代码都写在一个cpp里。这就需要我们拆分代码，但代码按照逻辑划分，写入不同的cpp文件当中。

在我们编译的时候，我们可以将这些cpp文件分别单独编译，最后再连接到一起。这样做的好处是，当我们只修改了某一个文件的时候，可以只用单独编译那一个文件，不会影响其他文件的编译结果。一般来说大型项目，都会使用一下自动化的编译工具，比如make等，不会手动执行编译过程，但对于这其中的一些细节，还是需要有所了解。

我们来看C++ primer当中提供的一个例子。

现在我们要实现一个将直接坐标转化成极坐标的功能，我们需要定义两个结构体分别表示直角坐标和极坐标，另外还需要实现从直接坐标到极坐标的转化。

显然相对于主体程序而言，这部分代码是独立的，所以我们可以把它们放入一个单独的cpp文件当中。首先要明确的是，main()函数和其他函数都用到了同一个结构体，因此两个cpp文件都需要包含该结构体的声明。显然拷贝代码是很糟糕的选择，比较好的做法是将结构体的声明写在头文件当中，通过#include语句引入。

这样的话整体的代码就分成三个部分：

• 头文件：包含结构体声明、函数声明
• coordin.cpp：包含坐标系转化相关的代码
• main.cpp：主体程序

在之后面向对象的章节当中， 我们将会经常用到这样的代码结构。

对于头文件当中的内容有严格的限制，由于头文件可能会被多个cpp文件引入，所以我们不能将函数的实现或参数的定义放入头文件当中。因为同一个程序中包含同一个函数的多个定义会引发报错，参数同理。

只有以下内容可以写入头文件当中：

• 函数原型（函数声明）
• #define或const定义的符号常量
• 结构体声明
• 类声明
• 模板声明
• 内联函数（inline）

在同一个文件当中只能引入一个头文件一次，但有的时候由于引用依赖的原因，可能会导致重复引入。比如引入A和B头文件，B头文件中引入了A，导致A被引入两次。

为了解决这个问题，我们可以加入预编译指令#ifndef，含义是if not defined，判断某定义是否存在。只有当定义不存在时才会直接#ifndef和#endif之间的语句：

#ifndef COORDIN_H_
// statements
#endif

一般情况下我们使用#define创建符号常量：

#define MAXI 4096

但由于这里我们只是用来区分是否引入，所以只需要名称即可：

#ifndef COORDIN_H
#define COORDIN_H
// todo
#endif

这样，当引入一次之后，COORDIN_H即被定义，那么下次就不会再执行这段代码。最后，我们写出完整的头文件代码：

#ifndef COORDIN_H__
#define COORDIN_H__

struct polar {
    double distance, angle;
};

struct rect {
    double x, y;
};

polar rect_to_polar(rect xpros);
void show_polar(polar dapos);

#endif