为什么要创建.cpp文件，而不是在头文件中声明和定义所有内容？

Question

我理解并非常赞赏将头文件(.h, .hpp)和源文件(.cpp)分开的做法。

然而，许多简单的类可以完全在头文件中定义。我可以在类内定义一些方法，而将其他方法(例如模板方法、内联方法)定义在类下面。

如果我可以在头文件中声明并定义整个类，那么创建一个.cpp文件有何优势呢？(我是否需要这样做?)

- jvriesem

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潜在的更快编译速度。它们的cpp文件实现只会在编译一次，而不是每次包含头文件时都要编译。 - user4581301

对于小型类，没有必要将定义分离到.cpp文件中。我感觉即使不把每个小类分成两个文件，C++项目也很难浏览。这毕竟是基于个人意见的。 - DeiDei

https://dev59.com/WXM_5IYBdhLWcg3wmkeu为什么C++需要单独的头文件？https://dev59.com/NHRC5IYBdhLWcg3wVvYt为什么要有头文件和cpp文件？ - Mat

Answer 1

如果代码放在头文件中，每当头文件发生更改时，包含该头文件的客户端代码也必须重新编译。而如果将代码放在单独的cpp文件中，只需要重新链接即可。在大型项目中，这种差异可能会达到数小时之多。

将代码放在.cpp文件中可以将其从用户隐藏起来，例如构建库并仅分发头文件时，有时这是必要的。

通过使用头文件，您可以保持客户端代码不变，并替换库（例如在调试和发布版本之间，或常规和调用跟踪版本之间）。这对于调试或解决问题非常有用。

将头文件放置在一边可以使类用户更容易理解的更小文件。您可以将复杂性藏在.cpp文件中。

- Jeffrey

Answer 2

正如已经提到的，编译时间是使用单独的翻译单位的原因之一。特别是如果您有许多核心，并行化可以大幅减少编译时间。另一个原因是，头文件中的非模板类、函数以及变量会导致在不同的翻译单位中包含时出现重复符号。一旦您使用虚函数，内联就不是可行的选项。

您可以使用模板来避免重复符号问题，但除了更长的编译时间外，这还会导致更长的链接时间，因为链接器必须折叠模板实例（请参见https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Template-Instantiation.html）。尽管如此，STL和许多其他仅限头文件的库确实采用了这种方法。

- Markus Lenger

Answer 3

编译速度。将实现与定义分开可以让您灵活修改小代码，而无需重新编译包含该头文件的所有源代码。这是makefile的工作方式，它检测先决条件中的更改。

- Tony

Answer 4

没有什么能阻止你把所有东西都放在头文件中。但是，如果不这样做，在某些情况下会对项目本身产生各种影响，有时由于不必编译对刚刚进行更改的文件具有依赖关系的所有内容，从而提高可读性并积极提高编译速度。

通常，对于小型类或很少更改的类，几乎没有任何影响。

我想指出的是，随着> c++20和模块的引入，事情将慢慢发生变化，我们将开始看到更多纯粹写在头文件中的代码（如果它们仍然被称为那样）。

尽管如此，这是一个基于观点的问题，没有一个好的答案。

- Quest