C++中的#include是如何工作的？

Question

如果一个库被包含在一个类头文件中，然后这个头文件被包含在另一个类中，我是否需要再次包含该库？

例如：

#ifndef A_H
#define A_H

#include<someLibrary.h>

class A{
  ...
}

#endif

然后另一个类包含A.h头文件。

#include<A.h>   //include class A
class B{
   ...
}

我是否需要在 B 类中包含 "someLibrary.h" 头文件？

- nick

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B是否使用了<someLibrary.h>中的任何内容（直接使用而非通过A间接使用）？ 如果是，则应该采用“引用即使用”的原则 - 这样可以使代码库更加稳健，以适应包含变化。 - Niall

一个Youtuber说编译器会复制粘贴.h文件的内容并将其粘贴到.cpp文件中。在这种情况下，您可以看到是否需要包含您的内容。 - SdSaati

Answer 1

不，#include 是传递性的。

然而，如果您的第二个文件本身使用了 someLibrary 中的符号，重新包含头文件是良好的编程风格。这样你就不必"希望和祈祷"，并且永远不会删除中间包含的内容。如果每个源代码文件都#include所需要的所有内容，那么您的代码库将更加健壮。头文件保护防止这成为一种浪费资源的策略。

- Lightness Races in Orbit

Answer 2

预处理器中的 #include 指令的作用就像它的名字一样，它实际上会在指令位置包含该文件。

举个简单的例子：假设我们有两个文件，第一个头文件名为 a.h

// Our class
class A
{
    // Stuff for the class
};
// End of the class

接下来是一个源代码文件 a.cpp:

// Include header file
#include "a.h"
// Header file included

int main()
{
    // Code
}

预处理器生成一个看起来像 单个 文件的文件

// Include header file
// Our class
class A
{
    // Stuff for the class
};
// End of the class
// Header file included

int main()
{
    // Code
}

这种包含是递归的，因此如果一个头文件包含另一个头文件，则该另一个头文件也将被包含在内。

预处理器生成的源文件称为翻译单元，也是编译器实际看到的。

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上述内容是现代预处理器工作原理的简化，虽然可以单独运行以创建经过预处理的源文件，但更常见的是预处理器是编译器的一部分，以简化解析过程。

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你还应注意，你使用的术语不正确。一个库可以（并且通常）有一个或多个头文件，在编译您的源代码时使用。然后，库通常（但不总是）包含一个特殊的库文件，该文件与编译器创建的目标文件进行链接。

没有链接库的库称为仅头文件库。

- Some programmer dude

Answer 3

您不需要包含类或库，只需要包含头文件，这是一个文本操作（有点像预处理器执行的复制和粘贴）。

了解更多关于C/C++预处理器和GNU cpp的内容，请点击此处和此处。

您可以要求编译器显示源文件foo.cc的预处理形式，例如使用g++ -Wall -C -E foo.cc命令（它将在stdout上输出预处理的形式）。

对于小型项目（例如小于200KLOC），只有一个普遍的头文件被所有翻译单元包含是明智的（我认为拥有许多小的头文件是不好的习惯，因此我通常在一个头文件中放置多个类定义）。顺便说一下，这种（单个头文件）方法对于预编译头文件很友好。有些人喜欢在单个头文件中包含几个自己的#include-d子头文件。

请注意，大多数C++标准头文件（如<map>或<vector>....）带来了大量文本，因此您不希望有微小的编译单元（在我的Linux系统上，#include <vector>带来了超过一万行，因此仅有几十行源代码行之后效率很低）。

还请注意，C++类定义通常具有大量内联成员函数（实际上，您希望在同一个头文件中给出该内联函数的主体）。因此，C++头文件代码倾向于相当庞大... ^{（有些人更喜欢将单个头文件分解为许多子头文件，这些子头文件总是一起被包含）}

- Basile Starynkevitch

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对于小型项目（例如少于200KLOC），只有一个公共头文件被所有翻译单元包含是明智的。 - Lightness Races in Orbit

@PreferenceBean：你上面的 o.O 是什么意思？ - Basile Starynkevitch

“那种（单个头文件）方法对于预编译头非常友好。”虽然从技术上讲是正确的，但惯用的预编译头方法（至少我是这么认为的）不是让它们污染您的代码库，而是使用命令行参数[有条件地]包含庞大的头文件（并让头保护省略您代码中的实际#includes）。这样可以使您将所有PCH逻辑保留在其应该在的构建系统中 :) - Lightness Races in Orbit