第一章基礎第八節(jié)程序結構與書寫

程序結構與書寫規(guī)范

多文件結構與編譯原理1.8.多文件結構普通C++程序的代碼通常分為兩類。一類文件用于保存程序的聲明，稱為頭文件。另一類文件用于保存程序的實現(xiàn)，稱為源文件。在C++工程中，往往包含多個.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多文件結構1.8.1.1頭文件的作用頭文件通常由3部分內容組成：頭文件開頭處的版權和版本聲明。預處理塊。函數(shù)和類結構聲明等。其中版權和版本的聲明通常位于頭文件或源文件的開頭，主要內容有：版權信息。文件名稱、標識符、摘要。當前版本號、作者、修改者和完成日期。版本歷史信息。21.8.1多文件結構1.8.1.1頭文件的作用頭文件示例：31.8.1多文件結構1.8.1.1頭文件的作用1）為了防止頭文件被重復引用，應當用#ifndef、#define、#endif結構產生預處理塊。注：關于預處理將在后面的章節(jié)進行詳細的講解。2）使用：#include <filename.h>格式來引用標準庫的頭文件，編譯器將從標準庫目錄開始搜索。3）使用：#include “filename.h”格式來引用非標準庫的頭文件，編譯器將從用戶的工作目錄開始搜索。4）建議頭文件中只存放“聲明”而不存放“定義”。

在C++語法中，類的成員函數(shù)可以在聲明的同時被定義，并且自動成為內聯(lián)函數(shù)。這雖然會帶來書寫上的方便，但卻造成了風格不一致，弊大于利。建議將成員函數(shù)的定義與聲明分開。41.8.1多文件結構1.8.1.2源文件的作用下面繼續(xù)觀察源文件的結構，源文件的內容通常有以下3部分：1）源文件開頭處的版權和版本聲明。2）對一些頭文件的引用。3）程序的實現(xiàn)體，包括數(shù)據(jù)和代碼。51.8.2編譯原理在C++語言源程序中允許用一個標識符來表示一個字符串，稱為“宏”。被定義為“宏”的標識符稱為“宏名”。在編譯預處理時，對程序中所有出現(xiàn)的“宏名”都用宏定義中的字符串去替換，這稱為“宏替換”或“宏展開”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏替換是由預處理程序自動完成的。在C++語言中，“宏”分為有參數(shù)和無參數(shù)兩種。下面分別討論這兩種“宏”的定義和調用。無參宏的宏名后不帶參數(shù)。其定義的一般形式為：#define標識符字符串其中的“#”表示這是一條預處理命令。凡是以“#”開頭的均為預處理命令?！癲efine”為宏定義命令?！皹俗R符”為所定義的宏名?！白址笨梢允浅?shù)、表達式、格式串等。此外，常對程序中反復使用的表達式進行宏定義。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表達式（y*y+3*y）。在編寫源程序時，所有的（y*y+3*y）都可由M代替，而對源程序作編譯時，將先由預處理程序進行宏替換，即用（y*y+3*y）表達式去置換所有的宏名M，然后再進行編譯。思考：使用宏寫一個比較大小的宏，與之前學習過的函數(shù)的重載進行比較，談談各自的優(yōu)缺點。71.8.2編譯原理1.8.2.4條件編譯預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，因而產生不同的目標代碼文件。這對于程序的移植和調試是很有用的。條件編譯有3種形式，下面分別介紹：1）第一種形式：#ifdef標識符程序段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標識符程序段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，如果標識符未被#define命令定義過則對程序段1進行編譯，否則對程序段2進行編譯。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常量表達式程序段1#else程序段2#endif它的功能是，如常量表達式的值為真（非0），則對程序段1進行編譯，否則對程序段2進行編譯。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<<"沒定義R！"<<endl;#endif system("pause");}111.8.2編譯原理1.8.2.5生成過程概述在C++工程中，從源代碼得到可執(zhí)行文件一共會經(jīng)過三個步驟，如下圖所示預編譯編譯鏈接121.8.2編譯原理1.8.2.6示例工程

我們用一個工程為例來了解整個生成過程，工程如下所示131.8.2編譯原理預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。在這個階段完成工程中所有的宏替換。前頁工程中預編譯處理如下所示，可以看出經(jīng)過預編譯之后源代碼中就沒有頭文件了，只剩下源文件，也沒有宏定義了1.8.2.7預編譯階段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，對于某個標識符的使用只要在之前有該標識符的聲明就可以編譯通過。所有在工程中的源文件將被編譯為目標文件，后綴名為obj，編譯中每個參加編譯的源文件中不能有重復定義的標識符，聲明可以有任意次重復。只要滿足上述要求就可以順利通過編譯。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，以適應不同的計算機和操作系統(tǒng)環(huán)境的限制。一個環(huán)境需要的代碼跟另一個環(huán)境所需的代碼可能有所不同，因為可用的硬件或操作系統(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文件中，再在預處理階段修改代碼，使之適應當前的環(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,要求整個工程中必須要有被訪問的標識符的定義，所有的obj文件、以及庫函數(shù)所在的lib文件都將參加鏈接（鏈接器會自動去鏈接C運行時庫）相互之間會去尋找訪問的標識符的定義，鏈接的時候整個工程中所有的obj文件不能有重復定義的標識符171.8.2編譯原理1.8.2.8鏈接階段鏈接程序把所有對象文件中的機器碼組合在一起，并解析它們之間的交叉引