一、C++ 编译模式
????????通常，在一个 C++ 程序中，只包含?.cpp 文件和 .h 文件两类文件。其中，.cpp 文件被称作 C++ 源文件，里面放的都是 C++ 的源代码；而 .h 文件则被称作 C++ 头文件，里面放的也是 C++ 的源代码。
????????C++ 语言支持"分别编译"（separate compilation）。也就是说，一个程序所有的内容，可以分成不同的部分分别放在不同的 .cpp 文件里。.cpp 文件里的东西都是相对独立的，在编译（compile）时不需要与其他文件互通，只需要在编译成目标文件后再与其他的目标文件做一次链接（link）就行了。比如，在文件 a.cpp 中定义了一个全局函数 "void a(){}"，而在文件 b.cpp 中需要调用这个函数。即使这样，文件 a.cpp 和文件 b.cpp 并不需要相互知道对方的存在，而是可以分别地对它们进行编译，编译成目标文件之后再链接，整个程序就可以运行了。
????????这是怎么实现的呢？在文件 b.cpp 中，在调用 "void a()" 函数之前，先声明一下这个函数 "void a();"，就可以了。这是因为编译器在编译 b.cpp 的时候会生成一个符号表（symbol table），像 "void a()" 这样的看不到定义的符号，就会被存放在这个表中。再进行链接的时候，编译器就会在别的目标文件中去寻找这个符号的定义。一旦找到了，程序也就可以顺利地链接????????生成了。
????????注意这里提到的两个概念，"定义"和"声明"。简单地说，"定义"就是把一个符号完整地描述出来：它是变量还是函数，返回什么类型，需要什么参数等等。而“声明”则只是告诉编译器有这个符号的存在，这个符号是在其他文件中定义的，我这里先用着，你链接的时候再到别的地方去找吧。定义的时候要按 C++ 语法完整地定义一个符号（变量或者函数），而声明的时候就只需要写出这个符号的原型了。需要注意的是，一个符号，在整个程序中可以被声明多次，但仅允许被定义一次。试想，如果一个符号出现了两种不同的定义，编译器该听谁的？
????????这种机制给 C++ 程序员们带来了很多好处，同时也引出了一种编写程序的方法。考虑一下，如果有一个很常用的函数 "void f() {}"，在整个程序中的许多 .cpp 文件中都会被调用，那么，我们就只需要在一个文件中定义这个函数，而在其他的文件中声明这个函数就可以了。一个函数还好对付，声明起来也就一句话。但是，如果函数多了，有几百上千个，那怎么办？要完全把所有函数的形式都准确地记下来并写出来就很困难了。
二、什么是头文件
????????有一个很简单地办法，可以帮助我们省去记住那么多函数原型的麻烦：我们可以把那几百个函数的声明语句全都先写好，放在一个文件里，等到程序员需要它们的时候，就把这些东西全部 copy 进他的源代码中。
????????这个方法固然可行，但还是太麻烦，而且还显得很笨拙。于是，头文件便可以发挥它的作用了。所谓的头文件，其实它的内容跟 .cpp 文件中的内容是一样的，都是 C++ 的源代码。但头文件不用被编译。我们把所有的函数声明全部放进一个头文件中，当某一个 .cpp 源文件需要它们时，它们就可以通过一个宏命令 "#include" 把它包含进这个 .cpp 文件中，从而把它们的内容合并到 .cpp 文件中去。当 .cpp 文件被编译时，这些被包含进去的 .h 文件的作用便发挥了。
????????举一个例子吧，假设一个数学函数库只有两个函数：f1 和 f2，那么我们把它们的定义放在 math.cpp 里：
/* math.cpp */
double f1(double x)
{
//do something here....
return x;
}
double f2(double a)
{
//do something here...
return a * a;
}
/* end of math.cpp */
并把"这些"函数的声明放在一个头文件 math.h 中：
/* math.h */
double f1(double x);
double f2(double);
/* end of math.h */
在另一个文件main.cpp中，我要调用这两个函数，那么就只需要把头文件包含进来：
/* main.cpp */
#include "math.h"
main()
{
int number1 = f1(number0);
int number2 = f2(number1);
}
/* end of main.cpp */
这样，便是一个完整的程序了。注意，编译时.h文件不用写在编译器的命令之后，但它必须要在编译器找得到的地方（比如跟main.cpp在一个目录下）。 main.cpp和math.cpp都可以分别通过编译，生成main.o和math.o，然后再把这两个目标文件进行链接，程序就可以运行了。
三、#include
????????#include 是一个来自C语言的宏命令，它在编译器进行编译之前，即在预编译的时会起作用。#include的作用是把它后面所写的那个文件的内容，完整包含到当前的文件中来。它本身在软件中是没有功能的，它的作用就像免费的联系中介，把每一个它出现的地方，替换成它后面所写的那个文件的内容，联系目的达到，这个中介就消失了。简单的文本替换，别无其他。因此，main.cpp文件中的第一句（#include "math.h"），在编译之前就会被替换成math.h文件的内容。即在编译过程将要开始的时候，main.cpp的内容已经发生了改变：
/* ~main.cpp */
double f1(double);
double f2(double);
main()
{
int number1 = f1(number0);
int number2 = f2(number1);
}
/* end of ~main.cpp */
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