第一章基礎(chǔ)第八節(jié)程序結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)

程序結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)規(guī)范

多文件結(jié)構(gòu)與編譯原理1.8.多文件結(jié)構(gòu)普通C++程序的代碼通常分為兩類(lèi)。一類(lèi)文件用于保存程序的聲明，稱(chēng)為頭文件。另一類(lèi)文件用于保存程序的實(shí)現(xiàn)，稱(chēng)為源文件。在C++工程中，往往包含多個(gè).cpp或者.h文件。C++程序的頭文件以“.h”為后綴，C++程序的源文件通常以“.cpp”為后綴（也有一些系統(tǒng)以“.cc”或“.cxx”為后綴）。11.8.1多文件結(jié)構(gòu)1.8.1.1頭文件的作用頭文件通常由3部分內(nèi)容組成：頭文件開(kāi)頭處的版權(quán)和版本聲明。預(yù)處理塊。函數(shù)和類(lèi)結(jié)構(gòu)聲明等。其中版權(quán)和版本的聲明通常位于頭文件或源文件的開(kāi)頭，主要內(nèi)容有：版權(quán)信息。文件名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)符、摘要。當(dāng)前版本號(hào)、作者、修改者和完成日期。版本歷史信息。21.8.1多文件結(jié)構(gòu)1.8.1.1頭文件的作用頭文件示例：31.8.1多文件結(jié)構(gòu)1.8.1.1頭文件的作用1）為了防止頭文件被重復(fù)引用，應(yīng)當(dāng)用#ifndef、#define、#endif結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)處理塊。注：關(guān)于預(yù)處理將在后面的章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的講解。2）使用：#include <filename.h>格式來(lái)引用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的頭文件，編譯器將從標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)目錄開(kāi)始搜索。3）使用：#include “filename.h”格式來(lái)引用非標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的頭文件，編譯器將從用戶(hù)的工作目錄開(kāi)始搜索。4）建議頭文件中只存放“聲明”而不存放“定義”。

在C++語(yǔ)法中，類(lèi)的成員函數(shù)可以在聲明的同時(shí)被定義，并且自動(dòng)成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。這雖然會(huì)帶來(lái)書(shū)寫(xiě)上的方便，但卻造成了風(fēng)格不一致，弊大于利。建議將成員函數(shù)的定義與聲明分開(kāi)。41.8.1多文件結(jié)構(gòu)1.8.1.2源文件的作用下面繼續(xù)觀察源文件的結(jié)構(gòu)，源文件的內(nèi)容通常有以下3部分：1）源文件開(kāi)頭處的版權(quán)和版本聲明。2）對(duì)一些頭文件的引用。3）程序的實(shí)現(xiàn)體，包括數(shù)據(jù)和代碼。51.8.2編譯原理在C++語(yǔ)言源程序中允許用一個(gè)標(biāo)識(shí)符來(lái)表示一個(gè)字符串，稱(chēng)為“宏”。被定義為“宏”的標(biāo)識(shí)符稱(chēng)為“宏名”。在編譯預(yù)處理時(shí)，對(duì)程序中所有出現(xiàn)的“宏名”都用宏定義中的字符串去替換，這稱(chēng)為“宏替換”或“宏展開(kāi)”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏替換是由預(yù)處理程序自動(dòng)完成的。在C++語(yǔ)言中，“宏”分為有參數(shù)和無(wú)參數(shù)兩種。下面分別討論這兩種“宏”的定義和調(diào)用。無(wú)參宏的宏名后不帶參數(shù)。其定義的一般形式為：#define標(biāo)識(shí)符字符串其中的“#”表示這是一條預(yù)處理命令。凡是以“#”開(kāi)頭的均為預(yù)處理命令?！癲efine”為宏定義命令?！皹?biāo)識(shí)符”為所定義的宏名?！白址笨梢允浅?shù)、表達(dá)式、格式串等。此外，常對(duì)程序中反復(fù)使用的表達(dá)式進(jìn)行宏定義。1.8.2.3宏定義61.8.2編譯原理1.8.2.3宏定義#defineM(y)(y*y+3*y)定義M表達(dá)式（y*y+3*y）。在編寫(xiě)源程序時(shí)，所有的（y*y+3*y）都可由M代替，而對(duì)源程序作編譯時(shí)，將先由預(yù)處理程序進(jìn)行宏替換，即用（y*y+3*y）表達(dá)式去置換所有的宏名M，然后再進(jìn)行編譯。思考：使用宏寫(xiě)一個(gè)比較大小的宏，與之前學(xué)習(xí)過(guò)的函數(shù)的重載進(jìn)行比較，談?wù)劯髯缘膬?yōu)缺點(diǎn)。71.8.2編譯原理1.8.2.4條件編譯預(yù)處理程序提供了條件編譯的功能?？梢园床煌臈l件去編譯不同的程序部分，因而產(chǎn)生不同的目標(biāo)代碼文件。這對(duì)于程序的移植和調(diào)試是很有用的。條件編譯有3種形式，下面分別介紹：1）第一種形式：#ifdef標(biāo)識(shí)符程序段1#else程序段2#endif81.8.2編譯原理1.8.2.4條件編譯2）第二種形式：#ifndef標(biāo)識(shí)符程序段1#else程序段2#endif與第一種形式的區(qū)別是將“#ifdef”改為“#ifndef”。它的功能是，如果標(biāo)識(shí)符未被#define命令定義過(guò)則對(duì)程序段1進(jìn)行編譯，否則對(duì)程序段2進(jìn)行編譯。這與第一種形式的功能正相反。91.8.2編譯原理1.8.2.4條件編譯3）第三種形式：#if常量表達(dá)式程序段1#else程序段2#endif它的功能是，如常量表達(dá)式的值為真（非0），則對(duì)程序段1進(jìn)行編譯，否則對(duì)程序段2進(jìn)行編譯。因此可以使程序在不同條件下，完成不同的功能。101.8.2編譯原理1.8.2.4條件編譯#include<iostream>usingnamespacestd;#defineR1voidmain(){#ifR cout<<"定義R了！"<<endl;#else cout<<"沒(méi)定義R！"<<endl;#endif system("pause");}111.8.2編譯原理1.8.2.5生成過(guò)程概述在C++工程中，從源代碼得到可執(zhí)行文件一共會(huì)經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，如下圖所示預(yù)編譯編譯鏈接121.8.2編譯原理1.8.2.6示例工程

我們用一個(gè)工程為例來(lái)了解整個(gè)生成過(guò)程，工程如下所示131.8.2編譯原理預(yù)編譯階段是工程中所有宏命令起作用的階段，比如#include、#define、#undef、#ifdef等等宏命令。在這個(gè)階段完成工程中所有的宏替換。前頁(yè)工程中預(yù)編譯處理如下所示，可以看出經(jīng)過(guò)預(yù)編譯之后源代碼中就沒(méi)有頭文件了，只剩下源文件，也沒(méi)有宏定義了1.8.2.7預(yù)編譯階段141.8.2編譯原理1.8.2.7編譯階段編譯階段是工程中所有聲明起作用的階段，對(duì)于某個(gè)標(biāo)識(shí)符的使用只要在之前有該標(biāo)識(shí)符的聲明就可以編譯通過(guò)。所有在工程中的源文件將被編譯為目標(biāo)文件，后綴名為obj，編譯中每個(gè)參加編譯的源文件中不能有重復(fù)定義的標(biāo)識(shí)符，聲明可以有任意次重復(fù)。只要滿(mǎn)足上述要求就可以順利通過(guò)編譯。151.8.2編譯原理在編譯之前修改源文件的方式提供了很大的靈活性，以適應(yīng)不同的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)環(huán)境的限制。一個(gè)環(huán)境需要的代碼跟另一個(gè)環(huán)境所需的代碼可能有所不同，因?yàn)榭捎玫挠布虿僮飨到y(tǒng)是不同的。在許多情況下，可以把用于不同環(huán)境的代碼放在同一個(gè)文件中，再在預(yù)處理階段修改代碼，使之適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境。1.8.2.7編譯階段161.8.2編譯原理1.8.2.8鏈接階段鏈接是定義起作用的階段,要求整個(gè)工程中必須要有被訪問(wèn)的標(biāo)識(shí)符的定義，所有的obj文件、以及庫(kù)函數(shù)所在的lib文件都將參加鏈接（鏈接器會(huì)自動(dòng)去鏈接C運(yùn)行時(shí)庫(kù)）相互之間會(huì)去尋找訪問(wèn)的標(biāo)識(shí)符的定義，鏈接的時(shí)候整個(gè)工程中所有的obj文件不能有重復(fù)定義的標(biāo)識(shí)符171.8.2編譯原理1.8.2.8鏈接階段鏈接程序把所有對(duì)象文件中的機(jī)器碼組合在一起，并解析它們之間的交叉引