关于C++ .h文件和.cpp文件的知识梳理

1. C++程序的编译过程

C++程序的编译过程可以分为四个步骤，分别为预处理, 编译，汇编，链接。他们的工作内容分别为：

• 预处理：展开头文件，去除源代码中的注释等。
• 编译： 将预处理后的程序转换成汇编代码。
• 汇编： 将汇编代码进一步转换成二进制机器码。
• 链接：将多个目标文件及其所需的库文件链接生成可执行文件。

其中我们关注最多的是 预处理 和 链接，头文件和预处理息息相关，而声明与定义的分离则和链接有着密切关系。

2. #pragma once 有什么作用

我们都知道 #pragma once 还有类似" #ifndef “、” #endif "的作用都是保护你的头文件只被目标文件加载一次，但这个保护的作用能有多大呢？首先我们需要知道头文件的作用，#include 一个文件(无论.h或是.cpp)，仅仅是将文件中的代码复制一份到你的代码之中，头文件（.h）仅在编译过程中的预处理中起到作用。 知道了这个后我们便可以开始进行一些测试了。

测试样例一

代码：

//head.h
int a = 10;

//main.cpp
#include <iostream>
#include "head.h"
#include "head.h"//重复导入
int main()
{
   
   
    std::cout<<"a = "<<a<<std::endl;
    std::cout<<"a's address = "<<&a<<std::endl;
    return 0;
}

执行结果：

In file included from C:head.h:2:5: error: redefinition of 'int a'
 int a = 10;
     ^
In file included from C:head.h:2:5: note: 'int a' previously defined here
 int a = 10;

结果报错了，编译器提示错误，重复定义了int a变量，这是因为我们#include “head.h” 两次，相当于在我们的main.cpp中加了两行int a = 10 。我们在head.h文件中加上#pragma once 可以再运行试试。

//head.h
#pragma once
int a = 10;
//main.cpp
内容不变

执行结果：

a = 10
a's address = 0x40a010

程序编译通过了，因为#pragma once 让头文件只被导入了一次，但一个头文件往往不止会被一个源文件include，也有可能被多个文件include,到时候我们的写法还对吗？#pragma once 还能保证我们的程序安全，不会产生重复定义吗？我们来看接下来的示例。

测试样例2

代码：

//head.h
#pragma once
#