三种预处理功能 : 宏定义 --文件包含 -- 条件编译 import include 常用c/c++库

头文件

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在C语言家族程序中，头文件被大量使用。一般而言，每个C++/C程序通常由头文件(header files)和定义文件(definition files)组成。头文件作为一种包含功能函数、数据接口声明的载体文件，主要用于保存程序的声明(declaration)，而定义文件用于保存程序的实现 (implementation)。而且 .c就是你写的程序文件。

目录

1简介

2用途

3组成

4示例

5分类

▪ 传统 C++

▪ 标准 C++

▪ C99 版本

1简介编辑

一般在一个应用开发体系中，功能的真正逻辑实现是以硬件层为基础，在驱动程序、功能层程序以及用户的应用程序中完成的。头文件的主要作用在于多个代码文件全局变量(函数)的重用、防止重定义的冲突，对各个被调用函数给出一个描述，其本身不需要包含程序的逻辑实现代码，它只起描述性作用，用户程序只需要按照头文件中的接口声明来调用相关函数或变量，链接器会从库中寻找相应的实际定义代码。

从以上结构图来看，头文件是用户应用程序和函数库之间的桥梁和纽带。在整个软件中，头文件不是最重要的部分，但它是C语言家族中不可缺少的组成部分。做一个不算很恰当的比喻，头文件就像是一本书中的目录(只有标题不具有具体页码信息)，读者(链接器)通过目录(头文件+函数库导出符号表)，可以很方便就查阅其需要的内容(函数库)。在一本书中，目录固然重要，但绝对不是一本书的核心的、最重要的部分。[1]

2用途编辑

什么样的内容适合放在头文件里？对于具有外部存储类型的标识符，可以在其他任何一个源程序文件中经声明后引用，因此用户完全可以将一些具有外部存储类型的标识符的声明放在一个头文件中。具体地说，头文件中可以包括：用户构造的数据类型（如枚举类型），外部变量，外部函数、常量和内联函数等具有一定通用性或常用的量。而一般性的变量和函数定义不宜放在头文件中。例如：#include<stdio.h>中的头文件stdio.h作用是让链接器通过头文件里的函数申明找到函数实际代码所在的位置即所在的库文件，这样才能使用该函数的实际代码，函数的实际代码的实现过程是先让链接器通过头文件里函数的申明找到函数实际代码所在的位置即所在的库文件，再通过#include语句把链接器所找到的函数实际代码用链接器把函数的实际代码链接到当前文件即所要执行的程序中。当然有些函数的使用不需要提供头文件，但是在ISO/ANSI C已经对有些函数的使用必须提供哪些头文件制定了标准。

[2]

3组成编辑

C++/C程序的头文件以“.h”为后缀。以下是假设名称为graphics.h的头文件：

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#ifndefGRAPHICS_H //作用：防止graphics.h被重复引用 #define GRAPHICS_H #include<....> //引用标准库的头文件 ... #include"..." //引用非标准库的头文件 ... void Function1(...); //全局函数声明 ... inline();//inline函数的定义 ... class Box //作用：类结构声明 { ... }; #endif

从以上例子可以看出，头文件一般由四部分内容组成：(1)头文件开头处的版权和版本声明；(2)预处理块；(3)inline函数的定义；(4)函数和类结构声明等。在头文件中，用 ifndef/define/endif结构产生预处理块，用 #include 格式来引用库的头文件。头文件的这种结构，是利用C语言进行开发软件所通常具备的，属于公有知识。

4示例编辑

conio.h不是C标准库中的头文件，是vc下的一个头文件。

conio是Console Input/Output（控制台输入输出）的简写，其中定义了通过控制台进行数据输入和数据输出的函数，主要是一些用户通过按键盘产生的对应操作，比如getch()函数等等。

包含的函数

cgets(char *);

cprintf(const char *, ...);

cputs(const char *);

cscanf(const char *, ...);

inp(unsigned short);

inpw(unsigned short);

getch(void);

getche(void);

kbhit(void);

outp(unsigned short, int);

outpw(unsigned short, unsigned short);

putch(int);

ungetch(int);

5分类编辑

传统 C++

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#include <assert.h> //设定插入点 #include <ctype.h> //字符处理 #include <errno.h> //定义错误码 #include <float.h> //浮点数处理 #include <fstream.h> //文件输入/输出 #include <iomanip.h> //参数化输入/输出 #include <iostream.h> //数据流输入/输出 #include <limits.h> //定义各种数据类型最值常量 #include <locale.h> //定义本地化函数 #include <math.h> //定义数学函数 #include <stdio.h> //定义输入/输出函数 #include <stdlib.h> //定义杂项函数及内存分配函数 #include <string.h> //字符串处理 #include <strstrea.h> //基于数组的输入/输出 #include <time.h> //定义关于时间的函数 #include <wchar.h> //宽字符处理及输入/输出 #include <wctype.h> //宽字符分类

标准 C++

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#include <algorithm> //STL 通用算法 #include <bitset> //STL 位集容器 #include <cctype>//同上的不再注释 #include <cerrno> #include <clocale> #include <cmath> #include <complex> //复数类 #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <cstring> #include <ctime> #include <deque> //STL双端队列容器 #include <exception> //异常处理类 #include <fstream> #include <functional> //STL 定义运算函数（代替运算符） #include <limits> #include <list> //STL 线性列表容器 #include <map> //STL 映射容器 #include <iomanip> #include <ios> //基本输入/输出支持 #include <iosfwd> //输入/输出系统使用的前置声明 #include <iostream> #include <istream> //基本输入流 #include <ostream> //基本输出流 #include <queue> //STL 队列容器 #include <set> //STL 集合容器 #include <sstream> //基于字符串的流 #include <stack> //STL 堆栈容器 #include <stdexcept> //标准异常类 #include <streambuf> //底层输入/输出支持 #include <string> //字符串类 #include <utility> //STL 通用模板类 #include <vector> //STL动态数组容器 #include <cwchar> #include <cwctype>

在C++中，标准库的命名空间为std，因而包含了上述头文件时，一般会使用下列语句：[2]

1	using namespace std;

C99 版本

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#include <complex.h> //复数处理 #include <fenv.h> //浮点环境 #include <inttypes.h> //整数格式转换 #include <stdbool.h> //布尔环境 #include <stdint.h> //整型环境 #include <tgmath.h> //通用类型数学宏

宏定义是C提供的 三种预处理功能 的其中一种，这  三种 预处理 包括： 宏定义 、文件包含、 条件编译 。

#ifndef   这是 //if not define的简写 ， 是 宏 定义的一种，它可以根据是否已经定义了一个 变量 来进行分支选择，一般用于调试等等。实际上确切的说这应该是预处理功能中三种（宏定义，文件包含和 条件编译 ）中的一种----条件编译。

宏定义又称为宏代换、宏替换，简称“宏”。

格式：#define 标识符 字符串

其中的标识符就是所谓的符号常量，也称为“宏名”。

预处理（预编译）工作也叫做宏展开：将宏名替换为字符串。

掌握"宏"概念的关键是“换”。一切以换为前提、做任何事情之前先要换，准确理解之前就要“换”。

即在对相关命令或语句的含义和功能作具体分析之前就要换：

例：#define Pi 3.1415926

        把程序中出现的Pi全部换成3.1415926

一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件下才进行编译，即对一部分内容指定编译条件，这就是“条件编译”（conditional compile）。条件编译语句排版时，需考虑以下三种位置：1）条件编译语句块与函数定义体之间不存在相互嵌套（主要在（.h）文件中）；2）条件编译语句块嵌套在函数体之外（主要在（.c）文件中）；3）条件编译语句嵌套在函数体内 （主要在（.c）文件中）。条件编译指令将决定哪些代码被编译，而哪些是不被编译的。可根据表达式的值或某个特定宏是否被定义来确定编译条件。

[转] #ifndef#define#endif的用法(整理)    原 作者：icwk 

文件中的#ifndef

头件的中的#ifndef，这是一个很关键的东西。比如你有两个C文件，这两个C文件都include了同一个头文件。而编译时，这两个C文件要一同编译成一个可运行文件，于是问题来了，大量的声明冲突。

还是把头文件的内容都放在#ifndef和#endif中吧。不管你的头文件会不会被多个文件引用，你都要加上这个。一般格式是这样的：

#ifndef <标识> 
#define <标识>

...... 

......

#endif

<标识>在理论上来说可以是自由命名的，但每个头文件的这个“标识”都应该是唯一的。标识的命名规则一般是头文件名全大写，前后加下划线，并把文件名中的“.”也变成下划线，如：stdio.h

#ifndef _STDIO_H_ 
#define _STDIO_H_

......

#endif

2.在#ifndef中定义变量出现的问题（一般不定义在#ifndef中）。

#ifndef AAA
#define AAA
...
int i;
...
#endif
里面有一个变量定义
在vc中链接时就出现了i重复定义的错误，而在c中成功编译。

结论：

(1).当你第一个使用这个头的.cpp文件生成.obj的时候，int i 在里面定义了当另外一个使用这个的.cpp再次[单独]生成.obj的时候，int i 又被定义然后两个obj被另外一个.cpp也include 这个头的，连接在一起，就会出现重复定义.

(2).把源程序文件扩展名改成.c后，VC按照C语言的语法对源程序进行编译，而不是C++。在C语言中，若是遇到多个int i，则自动认为其中一个是定义，其他的是声明。

(3).C语言和C++语言连接结果不同，可能（猜测）时在进行编译的时候，C++语言将全局
变量默认为强符号，所以连接出错。C语言则依照是否初始化进行强弱的判断的。（参考）

解决方法：

(1).把源程序文件扩展名改成.c。

(2).推荐解决方案：
.h中只声明 extern int i;在.cpp中定义

<x.h>
#ifndef __X_H__
#define __X_H__
extern int i;
#endif //__X_H__
<x.c>
int i;

注意问题：

(1).变量一般不要定义在.h文件中。

一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但是有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件才进行编译，也就是对一部分内容指定编译的条件，这就是“条件编译”。有时，希望当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。 
条件编译命令最常见的形式为： 
    #ifdef 标识符 
    程序段1 
    #else 
    程序段2 
    #endif 
     
    它的作用是：当标识符已经被定义过(一般是用#define命令定义)，则对程序段1进行编译，否则编译程序段2。 
    其中#else部分也可以没有，即： 
    #ifdef 
    程序段1 
    #denif 
     
    这里的“程序段”可以是语句组，也可以是命令行。这种条件编译可以提高C源程序的通用性。如果一个C源程序在不同计算机系统上系统上运行，而不同的计算机又有一定的差异。例如，我们有一个数据类型，在Windows平台中，应该使用long类型表示，而在其他平台应该使用float表示，这样往往需要对源程序作必要的修改，这就降低了程序的通用性。可以用以下的条件编译： 
    #ifdef WINDOWS 
    #define MYTYPE long 
    #else 
    #define MYTYPE float 
    #endif 
     
    如果在Windows上编译程序，则可以在程序的开始加上 
    #define WINDOWS 
     
    这样则编译下面的命令行： 
    #define MYTYPE long 
     
    如果在这组条件编译命令之前曾出现以下命令行： 
    #define WINDOWS 0 
     
    则预编译后程序中的MYTYPE都用float代替。这样，源程序可以不必作任何修改就可以用于不同类型的计算机系统。当然以上介绍的只是一种简单的情况，可以根据此思路设计出其它的条件编译。 
    例如，在调试程序时，常常希望输出一些所需的信息，而在调试完成后不再输出这些信息。可以在源程序中插入以下的条件编译段： 
    #ifdef DEBUG 
    print ("device_open(%p) ", file); 
    #endif 
     
    如果在它的前面有以下命令行： 
    #define DEBUG 
     
    则在程序运行时输出file指针的值，以便调试分析。调试完成后只需将这个define命令行删除即可。有人可能觉得不用条件编译也可达此目的，即在调试时加一批printf语句，调试后一一将printf语句删除去。的确，这是可以的。但是，当调试时加的printf语句比较多时，修改的工作量是很大的。用条件编译，则不必一一删改printf语句，只需删除前面的一条“#define DEBUG”命令即可，这时所有的用DEBUG作标识符的条件编译段都使其中的printf语句不起作用，即起统一控制的作用，如同一个“开关”一样。 
    有时也采用下面的形式： 
    #ifndef 标识符 
    程序段1 
    #else 
    程序段2 
    #endif 
     
    只是第一行与第一种形式不同：将“ifdef”改为“ifndef”。它的作用是：若标识符未被定义则编译程序段1，否则编译程序段2。这种形式与第一种形式的作用相反。 
    以上两种形式用法差不多，根据需要任选一种，视方便而定。 
    还有一种形式，就是#if后面的是一个表达式，而不是一个简单的标识符： 
    #if 表达式 
    程序段1 
    #else 
    程序段2 
    #endif 
     
    它的作用是：当指定的表达式值为真（非零）时就编译程序段1，否则编译程序段2。可以事先给定一定条件，使程序在不同的条件下执行不同的功能。

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作用范围就是当前文件啊。因为编译是以cpp或c文件位单位的嘛。还以这个为例：

//正常代码
#ifdef _DEBUG
     TRACE("Some infomation");
#else
     //Now is release version,so do nothing
#endif
//正常代码

编译时是先把所有的预编译处理展开（比如宏）再编译，所以Debug模式下，编译时的代码是：
//正常代码
TRACE("Some infomation");
//正常代码

Release模式下的代码是：
//正常代码
//正常代码