C++Review4_代码的组织

Posted 2022-04-22 grooovvve

当一个项目越来越大，代码该如何组织？C++组织程序的策略是什么？遇到类、变量、函数的重名问题该如何解决？

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单独编译：

首先C/C++鼓励程序员把组件函数放在多个独立的文件中，这是因为编译器可以单独编译这些文件，然后将它们链接成可执行的程序。

这是因为如果你修改了一个文件，那么可以只重新编译该文件，然后将它与其他文件链接起来即可，这样使得大程序的管理更加便捷，高效。

因为编译是需要耗费时间的，源代码的频繁修改也是不可避免的。这就需要程序的组织策略很好地平衡这个问题。

一个程序的所有内容，可以分成不同的部分放在不同的源文件里，源文件的内容都是相对独立的，在编译时不需要与其他文件互通。

编译完成后与其他文件进行一次链接就可以了，编译后再链接，整个程序就可以运行了。

 

编译完未链接的文件叫做目标文件，有时候也可以叫做库文件。

库文件其实是编译好的源文件的一种输出形式，这样可以方便地给别人提供现成的可运行的代码，使用者只需要链接一下就可以了。

当然库的提供者需要提供库所对应的头文件，头文件里包含了接口和声明。

使用者只需要知道接口和原型，而不用关心具体实现。

库的提供者可以很好地保护源代码不被看到。

两者之间就实现解耦了。这样更加方便协同合作开发一个大项目。

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接下来讲讲为什么要有头文件？

首先我们知道函数和变量在使用前都需要声明。

那么声明的目的是为了告知编译器这个符号（变量、函数）的存在，然后编译器去寻找这个符号的定义。

使用和定义肯定是不在一处的，这是因为前面说到单独编译的原因。

所以要解决的问题就是在使用这个符号时，让编译器知道去哪里找定义。

那么使用前声明就很有必要了。

当然声明可以很多次，而定义只能有一次，因为出现了两种不同的定义的话，编译器就不知道去用哪个了。

 

所以程序员编写程序的时候，都需要些很多声明。

每次编写一个源文件都需要把这么多声明拷贝进源代码中，这样做显得很笨拙。

也是有一种策略就诞生了：头文件。

头文件里包含了你要用到的各种声明，在其他各个源文件中，你只需要使用 # include "头文件" 预编译命令，就可以把这些声明的原型包含进源文件中。这样就很方便了。

 

这是一个非常有用的组织程序的策略，

但是要注意头文件也不是什么都能包含的，

尽量不要把函数定义或变量声明包含进去，因为可能出现，别人包含了该头文件，然后同一个程序将包含同一个函数的两个定义。目的还是为了防止重复定义。

也不能把变量声明包含进头文件，因为变量声明会创建变量。也会产生同名变量的冲突。

 

头文件可包含的内容：

函数原型

使用#define或const定义的符号常量

结构声明

类声明

模板声明

内联函数

 

上述几个声明没有创建变量，只是告知编译器如何创建变量而已。

 

另外头文件一般在开头使用一种固定的预处理语句：

#ifndef   xxxx_xxx_H

#define  xxxx_xxx_H

...

#endif

这是为了防止头文件的重复包含所引起的重复声明。

因为头文件中一般也会使用#include包含其他头文件。（这是一种嵌套的关系）

这是一种头文件的管理策略。

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项目的程序量变大，不可避免地会遇到重名问题

名称：可以是变量、函数、结构、枚举、类、类和结构的成员等。

为了解决重名问题，C++标准提供了名称空间工具。

这就好像北京和上海都有人民广场这个名称，如果只知道人民广场的话，实际上重名冲突，并不知道是具体哪个人民广场。

如果加上名称空间的话，北京的人民广场，上海的人民广场。这样我们用人民广场这个词的时候，是知道这个词在哪个空间中使用，也就不会出现名称冲突。

C++有一套语法规则来实现这个名称空间机制。编译器也支持名称空间机制。