C++头文件的引用疑惑

Question

使用C或C++时引用头文件，想知道它的生命周期
从一个程序的角度，加载的头文件是都有使用的，比如一共需要10个头文件，其中文件A引用了其中6个，文件B引用了8个，这种方式与文件A和文件B都引用了10个，有什么区别吗？

程序有做重复引用的判断，这个对程序的大小/效率/内存占用，有什么影响吗

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在C++编程中，头文件（.h 或 .hpp 文件）主要用于声明函数、类、变量等，以便在其他源文件中使用它们。当你在一个源文件中包含另一个头文件时，并不会复制整个头文件的内容到当前文件，而是仅仅将头文件中的声明引入进来。这主要得益于预处理器指令 #include。

当编译器遇到 #include "header.h" 时，它会把header.h文件的内容插入到该行的位置。这意味着如果你在多个地方包含了同一个头文件，实际内容只会被插入一次。这就是所谓的“一次定义规则”（One Definition Rule, ODR），确保在最终的可执行文件中不会有重复的实体定义。

回到你的问题：

1. 文件A引用了6个头文件，文件B引用了8个，与两者都引用了10个头文件的区别： 这种情况下的差异主要在于编译过程。如果有重复的头文件，在不同文件中包含它们，编译器会在编译期间进行合并，确保每个头文件只被包含一次。因此，无论文件A和B各自引用了多少头文件，最终编译结果中，这些头文件只会被包含一次。

2. 关于重复引用的判断对程序的影响：

   • 程序大小：由于“一次定义规则”，即使头文件在多个地方被包含，最终生成的可执行文件中并不会有多余的副本，所以程序的总体大小通常不受此影响。
   • 效率：编译时间可能会因为更多的文件包含操作而稍微增加，但现代编译器通常具有优化技术，例如预先处理头文件缓存，以减少重复工作。
   • 内存占用：运行时内存占用并不受头文件引用方式的影响，因为头文件中主要是声明而不是实现。只有那些在程序运行时真正被调用的函数或对象才会占用内存。

对于C++项目管理，推荐使用一种叫做“模块化”的组织方法，通过将相关的功能封装到单独的头文件和源文件中，可以减少重复包含头文件的可能性，提高代码复用性和维护性。

总结来说，虽然在源文件中可能有重复的头文件包含，但是编译器会处理这些问题，确保最终生成的可执行文件不会因此变大，也不会显著影响效率。重点应放在编写清晰、结构良好的代码上，而不是过度关注头文件的包含方式。