我一直从事C#开发人员的职业生涯。作为学生时，我偶尔使用C语言，但并没有深入研究其编译模型。最近我跟风开始学习Objective-C。我的第一步只是让我意识到我现有知识中的漏洞。
根据我的研究，C/C++/ObjC编译要求预先声明所有遇到的符号。我还了解到构建是一个两步过程。首先，将每个单独的源文件编译为单独的目标文件。这些目标文件可能具有未定义的"符号"(通常对应于头文件中声明的标识符)。其次，将目标文件链接在一起形成最终输出。这是一个相当高级别的解释，但足以满足我的好奇心。但我也想了解C#构建过程类似的高层次理解。
Q:C#构建过程如何避免需要头文件？我想可能编译步骤进行了两次处理？
(编辑: 这里有一个后续问题当涉及到使用库时，C/C++/Objective-C与C#如何比较？)
更新：这个问题是我在2010年2月4日的博客主题。感谢提出了这个好问题！
让我为您解释一下。最基本的意义上，编译器是一个“两遍编译器”，因为编译器经历的阶段是：
元数据是描述代码结构的所有“顶层”内容。命名空间、类、结构体、枚举、接口、委托、方法、类型参数、形式参数、构造函数、事件、属性等等。基本上，除了方法体之外的一切都是元数据。
IL包含的是方法体中的所有内容 - 实际的命令式代码，而不是关于代码结构的元数据。
第一个阶段实际上是通过对源码进行多次通行来实现的。它超过了两次。
我们要做的第一件事就是将源代码的文本分割成一系列的标记流。也就是说，我们进行了词法分析，以确定
class c : b { }
是类、标识符、冒号、标识符、左大括号、右大括号。
然后我们进行“顶层解析”，验证令牌流是否定义了一个语法正确的C#程序。但是，我们跳过解析方法体。当我们遇到方法体时，我们只需快速通过令牌，直到找到匹配的闭合大括号。稍后我们会回来处理它；此时我们只关心获取足够的信息以生成元数据。
然后我们进行“声明”遍历，记录程序中每个命名空间和类型声明的位置。
然后我们进行遍历，验证所有声明的类型在其基类型中没有循环。我们需要首先执行此操作，因为在随后的每个遍历中，我们需要能够沿着类型层次结构向上行走，而不必处理循环。
然后我们进行遍历，验证泛型类型上的所有泛型参数约束也是无环的。
然后我们进行遍历，检查每个类型的每个成员——类的方法、结构体的字段、枚举值等——是否一致。没有枚举中的循环，每个重写方法都重写了实际虚拟的内容等。此时，我们可以计算所有接口、具有虚拟方法的类等的“虚函数表”布局。
然后我们进行遍历，计算所有“常量”字段的值。
此时，我们已经有足够的信息来生成几乎所有此程序集的元数据。我们仍然没有有关迭代器/匿名函数闭包或匿名类型的元数据信息；我们稍后处理这些。
现在我们可以开始生成IL代码。对于每个方法体（以及属性、索引器、构造函数等），我们将词法分析器倒回到方法体开始的位置，并解析该方法体。
一旦方法体被解析，我们就进行了初始的“绑定”处理，在这个过程中，我们尝试确定每个语句中每个表达式的类型。然后我们对每个方法体进行了一整堆的处理。我看到有多种解释这个问题。我回答了 intra-solution 解释，但让我补充一下所有我知道的信息。
"头文件元数据" 存在于已编译程序集中，因此您添加引用的任何程序集都将允许编译器从中提取元数据。
至于尚未编译的内容，在当前解决方案中，它会执行两次编译，首先读取命名空间、类型名称、成员名称，例如除代码以外的所有内容。然后当这些内容检查通过后，它将读取代码并对其进行编译。
这使得编译器知道什么存在，什么不存在（在它的宇宙中）。
要查看双通行编译器的效果，请测试以下代码，其中包含 3 个问题，两个与声明相关的问题和一个代码问题：
using System;
namespace ConsoleApplication11
{
class Program
{
public static Stringg ReturnsTheWrongType()
{
return null;
}
static void Main(string[] args)
{
CallSomeMethodThatDoesntExist();
}
public static Stringg AlsoReturnsTheWrongType()
{
return null;
}
}
}
请注意编译器只会抱怨找不到两个Stringg类型。如果你修复了那些类型，那么它会抱怨在Main方法中调用的方法名称找不到。
它使用参考程序集中的元数据。这包含完整的类型声明，就像您在头文件中找到的一样。
它是一个两遍编译器，可以实现另一个功能：您可以在另一个源代码文件中声明类型之前，在一个源文件中使用该类型。
所有必要的信息都可以从引用的程序集中获取。
因此，没有头文件，但编译器需要访问正在使用的 DLL。
是的，这是一个两遍编译器，但这并不能解释它如何获取有关库类型的信息。