C++预编译头

解释vs2017以前的 #include “stdafx.h”

和新版本的vs2017的 #include "pch.h"

 

下面以vs2017的 #include "pch.h"
初步感觉这个文件没有用,但是去掉之后真是报错!

预编译头:
https://blog.youkuaiyun.com/u012135461/article/details/78430236 

也许请教了别的高手之后,他们会告诉你,这是预编译头,必须包含。可是,这到底
是为什么呢?预编译头有什么用呢?

    这得从头文件的编译原理讲起。其实头文件并不神秘,它的全部作用,就是把自己的
所有内容直接“粘贴”到相应的 #include 语句处。如果不相信的话,不妨做个实验,将
一个 cpp 中的所有 #include 语句删掉,并将它包含的文件粘贴到相应的位置,你会发
现,文件的编译和运行都完全没有受到影响。其实,编译器在编译你的程序的时候,所做
的第一件事,也就是展开所有的 #include 语句和 #define 语句。

    头文件的出现,固然给书写程序带来了很大方便。可是到了 Windows 时代后,慢慢
就呈现出一些问题了。几乎所有的 Windows 程序都必须包含 windows.h,而那个文件却
硕大无比,将它展开后往所有文件中一粘贴,编译的时候立刻慢得像只蜗牛。

    到了 MFC 时代后,情况更为恶劣了。毕竟 C 风格的 Windows 头文件里面包含的还
仅仅是函数定义和宏,编译难度不算太大,而 MFC 库里面的头文件可都是类声明啊!更
何况,一个最简单的工程,都会生成大量的类,需要用到大量的函数。如果工程稍微复杂
一些,编译难度可想而知!

    但是,人们惊奇地发现,虽然用到的头文件又多又杂,但是在一个工程中,总有那么
一堆头文件,是几乎所有 cpp 都必须包含的。那么,可不可以把这些头文件提取出来,
只编译一编,然后所有其它 cpp 就都能使用呢?没错,这就是预编译头的思想都由来!

    实践证明,使用了预编译头技术后,编译速度大大提高了。可以到你的工程目录下的
Debug 或 Release 目录中看一看,里面有一个体积极为硕大的 .pch 文件,那就是传说
中的“编译之后的预编译头”。

    使用了预编译头技术后,虽然带来了极大地方便,但也造成了一个问题:由于它假定
预编译头中包含过的头文件会在所有 cpp 中使用,因此它在编译你的 cpp 的时候,就会
将预编译头中已经编译完的部分加载到内存中。如果它突然发现你的 cpp 居然没有包含
预编译头,它就会很郁闷,因为它不知道该如何将已编译完的部分从内存中请出去,整个
编译过程就会失败。

    因此,如果你使用了预编译头技术,就必须在所有的 cpp 中包含预编译头。MFC 工
程中为你建立了一个默认的预编译头 stdafx.h,如果你愿意,也可以在自己的工程中使
用其它文件名作为你的预编译头,如果你觉得有必要。

如何自己生成和使用预编译头
https://www.cnblogs.com/cqu-qxl/p/6731200.html

1,新建一个.h头文件和.cpp文件,名字自己随便起。假设是a.cpp和 a.h

2,在头文件a.h中写入一下代码:

(这些头文件,几乎什么程序都用,但是不止这些,还有很多头文件,这里简单写几个意思一下。

目的为了,以后写程序快速编译,这些头文件都是已经编译好的了,不用在编译了。

#pragma once
 
#include <Windows.h>
#include <algorithm>
#include <cstdint>
#include <functional>
#include <list>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <vector>
3,在新建的a.cpp文件中包含这个头文件。#include "a.h"

4, 将这个a.cpp 设置为预编译头:

a.cpp则为a.h提供了编译的载体,因为C/C++只能对源文件编译,而不能对头文件编译。a.cpp只需要包含a.h即可

设置方法:

接下来,指定通过a.cpp来生成预编译结果。在“解决方案资源管理器中”,右击a.cpp文件,在弹出的菜单中点击“属性”,打开该文件的属性页窗口。

在属性页窗口中,打开“预编译头”配置页,设置“预编译头”选项的值为“创建(/Yc)”,设置“预编译头文件”选项的值为“a.h”。如下图所示:

点击确定完成设置。如此一来,在编译a.cpp的时候就会生成预编译结果,也就是.pch文件。

设置了生成预编译结果之后,还需要设置使用预编译结果。在“解决方案资源管理器中”,右击项目节点,在弹出的菜单中点击“属性”,打开项目的属性页窗口。

同样地,在属性页窗口中打开“预编译头”配置页,设置“预编译头”选项的值为“使用(/Yu)”,设置“预编译头文件”选项的值为“a.h”。要注意“预编译头”选项的值跟之前的不同。如下图所示:

最后,需要在所有的源文件中包含预编译头文件,并且该文件必须是第一个包含的。这是使用预编译头的硬性规定,假如不遵守这个规定,编译会失败。重复地在所有源文件中添加预编译头文件很繁琐,所幸的是Visual C++提供了强制在所有源文件中包含指定头文件的选项。同样在项目的属性页窗口中,打开“C/C++”分类下的“高级”配置页,在“强制包含文件”的选项中,添加“a.h”即可,如下图所示:

 

至此,预编译头的设置就完成了。注意,在预编译头文件之后再重复包含该文件内已包含的头文件并不会有问题,所以不必特意去掉那些重复的包含语句
 

<think>好的,用户现在想了解C++预编译头,也就是PCH(Precompiled Header)。用户之前的问题是关于静态库和头文件重复定义的问题,现在转向预编译头,可能是因为之前的解决方案中提到了预编译头作为第三种方法。用户可能是在解决链接错误后,想进一步优化项目的编译速度,或者对预编译头的工作机制不太清楚,需要深入理解。 首先,我需要确认用户对预编译头的基础知识了解多少。用户可能知道预编译头能加快编译速度,但具体原理和如何正确使用可能不太清楚。需要从基本概念讲起,包括预编译头的作用、工作原理、适用场景以及优缺点。 接下来,用户可能想知道如何在实际项目中使用预编译头,比如如何配置,特别是在不同的构建工具中,比如CMake或者Visual Studio。可能需要给出具体的示例,如CMakeLists.txt的配置,或者命令行参数的使用。同时,需要注意使用预编译头时的常见错误,比如头文件顺序问题,或者修改了预编译头后没有重新编译导致的缓存问题。 另外,用户可能有潜在的疑问,比如为什么预编译头能加快编译速度,或者什么时候应该使用预编译头。需要解释预编译头通过减少重复解析头文件的时间来提升效率,适用于那些被多个源文件包含且不经常变化的头文件。同时,要指出预编译头并不适用于所有情况,比如小型项目可能收益不大,或者频繁改动的头文件不适合放入预编译头中。 还需要考虑用户可能的误区,比如认为所有头文件都放进预编译头就能提升性能,但实际上不当的使用可能导致编译时间增加或者难以维护。需要强调合理选择头文件的重要性,比如包含标准库、第三方库等稳定不变的部分,而项目自身的频繁变动的头文件不适合放入。 最后,可能需要对比其他优化编译速度的方法,比如模块化(C++20的模块),但根据用户之前的问题,用户可能还在使用传统头文件,所以重点放在预编译头的详细解释上。同时,提醒用户注意平台差异,比如GCC、Clang和MSVC在预编译头的实现上可能有所不同,配置时需要参考具体编译器的文档。</think>以下是对C++预编译头的详细解释: --- ### 一、基本概念 **预编译头(Precompiled Header, PCH)** 是一种编译加速技术,通过将项目中重复使用的头文件集合提前编译成中间格式,减少重复解析相同头文件的时间。 #### 关键特性: - **编译加速**:可减少30%-50%的编译时间(大型项目更显著) - **头文件集合**:通常打包常用且稳定的头文件(如标准库、第三方库) - **平台支持**:主流编译器均支持(GCC/Clang/MSVC) --- ### 二、工作原理 1. **预处理阶段** 将一组头文件合并编译为二进制中间文件(扩展名随编译器变化): - GCC/Clang: `.gch` - MSVC: `.pch` 2. **后续编译流程** 当源文件包含这些头文件时,编译器直接加载预编译结果,跳过: - 头文件重复解析 - 宏展开 - 模板实例化等耗时操作 --- ### 三、典型使用场景 | 场景 | 适用性 | 示例 | |------|--------|------| | 大型项目 | ★★★★★ | 包含数百个源文件的企业级项目 | | 高频头文件 | ★★★★☆ | STL容器、Windows API头文件集 | | 稳定依赖 | ★★★★☆ | Boost、Qt等第三方库头文件 | | 模板库 | ★★★☆☆ | Eigen、GLM等数学库 | --- ### 四、具体实现方式 #### 1. 手动配置(以GCC为例) ```bash # 生成预编译头 g++ -std=c++17 stdafx.h -o stdafx.h.gch # 使用预编译头编译源文件 g++ -std=c++17 -include stdafx.h main.cpp ``` #### 2. CMake配置示例 ```cmake # 启用预编译头支持 target_precompile_headers(your_target PRIVATE <vector> <string> "project_headers/common.h" ) ``` #### 3. Visual Studio配置 - 项目属性 → C/C++预编译头 - 选择 **"使用预编译头 (/Yu)"** 或 **"创建预编译头 (/Yc)"** --- ### 五、最佳实践建议 #### 1. 头文件选择原则 - ✅ **稳定不变**:标准库、第三方库头文件 - ✅ **高频使用**:项目全局基础头文件 - ❌ **频繁修改**:业务逻辑相关头文件 - ❌ **条件编译多**:包含大量`#ifdef`的头文件 #### 2. 文件组织结构建议 ``` project_root/ ├── src/ │ └── main.cpp ├── include/ │ └── stdafx.h # 预编译头入口 └── build/ └── stdafx.h.gch # 生成的预编译文件 ``` #### 3. 注意事项 - **头文件顺序敏感**:必须保证预编译头在源文件中第一个包含 - **一致性要求**:所有编译单元需使用相同的预编译头配置 - **缓存管理**:修改预编译头后必须重新生成 --- ### 六、性能对比测试 假设项目包含100个源文件,每个文件包含10个常用头文件: | 编译方式 | 耗时(示例) | 优化原理 | |---------|-------------|---------| | 常规编译 | 120秒 | 每个`.cpp`独立解析头文件 | | 使用PCH | 65秒 (-46%) | 头文件只需解析一次 | | 增量编译 | 15秒 | 结合PCH+代码未修改 | --- ### 七、与C++20模块对比 | 特性 | 预编译头 | C++20模块 | |-----------------|-----------------------|-----------------------| | 标准化程度 | 编译器扩展 | 语言标准 | | 作用域控制 | 无 | 显式导出/导入 | | 编译隔离 | 弱 | 强 | | 典型加速比 | 30%-50% | 50%-70% | | 代码组织 | 头文件集合 | 显式接口/实现分离 | --- ### 八、常见问题排查 **问题1**:`warning: precompiled header used but __cplusplus differs` - **原因**:编译预编译头与使用时的语言标准不一致 - **解决**:确保生成和使用PCH时采用相同的`-std`参数 **问题2**:`fatal error: file 'stdafx.h' has been modified since precompiled header was built` - **原因**:预编译头文件内容发生变更 - **解决**:清理旧PCH文件并重新生成 --- 通过合理使用预编译头技术,可以在不修改代码逻辑的前提下显著提升C++项目的编译效率,特别适合中大型项目持续集成场景。实际应用中建议结合构建系统(如CMake)进行自动化管理。
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