前言
一个 C++ 项目通常会采取 声明与定义分离 的方式进行编写，其基本遵循：头文件中写声明，源文件中写定义。
此外，为了区分头文件与源文件，会采用不同的文件后缀：
.h: 头文件
.cpp: 源文件
(当然还有其他的)
这么做有什么好处？
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方便管理与维护项目
如果你的项目只用一个文件：将所有的代码都写到一个源文件中。倘若代码量上千甚至更多，那么当你需要滑动屏幕查找某个函数时，这就很费劲。
相反，如果你将其拆分为多个文件，将具有同一逻辑功能的代码放入同一文件中，并用文件名加以标识，那么当你需要修改某个逻辑功能对应的代码时，只需要找到对应文件即可。 -
避免不必要的重复编译
一个项目只有一个 main.cpp 文件，所有的代码都在其中，并且已经项目编译好了。当你需要改动部分代码时，哪怕只是一行，整个文件都要重新进行编译。显然我们更期望编译器只编译改动部分的代码。因为 c++ 编译器是以 文件 为单位进行编译，将源文件编译为 .obj 文件，然后在进行链接。
所以可以将 main.cpp 合理的拆分为多个文件，当我们改动某部分代码，假设这些代码只在一个文件中，那么编译器只需要重新编译此文件，而不会将所有文件都重新编译一遍，减少了我们的等待时间。
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可以用来隐藏内部实现
比如我写了一个函数 print()，我不想别人知道我是怎么实现这个函数的，只告诉别人它的功能，那么就可以提供其编译好的 静态库（或动态库）以及对应的 头文件 给用户，这样用户就只能使用，而不会知道内部是怎么实现的。 -
… …
那么怎么写呢？先来看一个简单案例：
简单案例
首先需要知道一个简单规则：当使用某函数时，此函数必须已经被定义。
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在 main 中使用 print 函数：
#include <iostream> void print() // 定义 { std::cout << "hello" << std::endl; } int main() { print(); return 0; }
上面的代码也可以用下面的代码替换：
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通过前置声明
#include <iostream> void print(); // 前置声明 int main() { print(); return 0; } void print() // 定义 { std::cout << "hello" << std::endl; }
因此你可以用前置声明的方式去理解分文件写法：
- 将 print 的前置声明放到 print.h 文件中
- 将 print 的定义放到 print.cpp 文件中，并导入 print.h
- 在需要使用 print 函数的文件 (main.cpp) 导入 print.h
【扩展】#include <xxx> 与 #include “xxx”
- 作用：两种方式都是用来导入头文件，可以理解为：#include <file.h> （或者 #include “file.h”）被预处理器更换为 file.h 中的内容
- 差异：
（1）前者被称为 标准包含 或者 系统包含，编译器会在标准库的头文件目录查找指定的文件，这些目录通常是编译器预定义的，比如 GCC 在 linux 上会查找 /usr/include、/usr/local/include 等目录。
（2）后者称为 局部包含 或者 用户定义包含，编译器首先会搜索当前文件目录查找指定的文件，如果没有找到，编译器会继续在标准库的头文件目录查找。
因此你将 #include <iostream> 换为 #include “iostream” 仍然能正常运行，但是不建议这么做，因为后者的效率显然没有前者高，同时没有标识性。
【例】项目结构如下：
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print.h 内容
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print.cpp 内容
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main.cpp 内容
你会发现：main.cpp 与 print.cpp 都导入了 print.h
- main.cpp：因为它需要使用 print 函数，必然需要导入 print.h
- print.cpp：print.h 中只是声明，没有定义，故在 print.cpp 中导入 print.h，以告诉编译器 print 函数的实现在什么地方。
在编译器编译此项目，会将 print.cpp、main.cpp 编译为 .obj 文件，然后在进行链接形成最后的可执行文件，下面来编译并运行此项目：
总结一下分文件的基本写法：将原本的单文件划分为不同模块，将不同模块放到不同文件中。在头文件中写函数声明，对应的源文件中先导入头文件，再写函数定义；在需要使用到此函数的文件中，导入头文件即可。
下面来看几个注意事项：
1. 避免头文件被重复引用
当一个项目有很多头文件时，难免会造成有的头文件被多次引用（导入），为了
- 防止编译错误
如果一个头文件中包含有一个宏的定义、变量的定义或者函数的定义等，那么当它被多次引用时，很可能造成重复定义的错误。 - 一定程度提高编译效率
虽然现代编译器通常会优化掉一些有重复引用引起的无效代码，但是重复引用仍然可能会增加编译器负担，降低编译效率。 - … …
我们可以采用如下方面来避免：
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宏定义
#ifndef _NAME_H #define _NAME_H // 头文件内容 #endif需要注意：宏 _NAME_H 必须是独一无二的，一般为头文件的文件名。
简单说说它是怎么实现避免重复引用的：#ifndef _NAME_H 当第一次引用次头文件时， 宏 '_NAME_H' 没有被定义， 那么就会执行它下面的代码。 #define _NAME_H 现在定义了 _NAME_H // 头文件内容 #endif 当之后再引用此头文件时， _NAME_H 已经定义了， 因此跳过 '#ifndef _NAME_H'、 '#endif' 之间的内容 -
#pragma once
在 #pragma once 写在头文件的第一行，那么编译器会保证此文件只会被导入一次。它的效率比 宏定义 要高，但是需要注意在一些老版本编译器上不支持此指令。
2. 命名空间 和 类的声明与定义分离
Student.h：
#pragma once
namespace std {
class Student {
public:
void play();
private:
string name;
};
}
那么需要 注意命名空间与类名
Student.cpp：
#include "Student.h"
void std::Student::play()
{
// ...
}
// 或者也可以换为
namespace std {
void Student::play()
{
// ...
}
}
3. 尽量不要在头文件中使用 using namespace xxx;
如果你对 c++ 的命名空间不太了解的，可见作者的另外一篇文章 c++ namespace
在 C++ 中，标准库中的所有函数、类等都被定义在 std 这一命名空间中，如果你在头文件中使用了 using namespace std;，那么导入此头文件的所有源文件对于 std 中所有定义都是直接可见的，可能会造成命名冲突。
4. 在头文件中定义常量
有时我们需要再头文件中定义 常量，以供其他源文件使用，但是为了避免编译错误，你可以如下定义：
- 可用 constexpr 修饰的常量直接定义在头文件中
constexpr 是 c++11 引入的新特性，可以用来修饰基本类型（比如 int、char 等），但是复杂类型无法修饰（比如 string 等） - 使用 extern 修饰 const
// file.h extern const string ss; // 声明 // file.cpp const string ss = "ss"; // 定义
最后
在写头文件与源文件的过程中你会发现一个重复性的工作：需要一个函数需要被写两次，并进行一些增删，比如：
// 头文件
namespace std {
void fic(const string& s = "");
}
// 源文件
namespace std {
void fic(const string& s) { // 删除默认参数
// ...
}
}
代码少时没多大感觉，但较多时就比较麻烦，这里推荐作者自己写的一个命令行小工具（我称为 header_to_file），能够 读取头文件中的声明语句，自动生成定义语句，并输出到源文件中，避免重复性工作，有兴趣的前往 header_to_file 了解。
