1.头文件

1.1为什么要有头文件?

   C/C++ 编译采用分离编译模式。在一个项目中，有多个源文件存在，但是它们总会有一些相同的内容，比如用户自定义类型、全局变量、全局函数的声明等。将这些内容抽取出来放到头文件中，提供给各个源文件包含，就可以避免相同内容的重复书写，提高编程效率和代码安全性。所以，设立头文件的主要目的是：提供全局变量、全局函数的声明或公用数据类型的定义，从而实现分离编译和代码复用。

概括地说，头文件有如下三个作用：

  （1）加强类型检查，提高类型安全性。

（2）减少公用代码的重复书写，提高编程效率

    程序开发过程中，对某些数据类型或者接口进行修改是在所难免的，使用头文件，只需要修改头文件中的内 容，就可以保证修改在所有源文件中生效，从而避免了繁琐易错的重复修改。

（3）提供保密和代码重用的手段

头文件也是 C++ 代码重用机制中不可缺少的一种手段，在很多场合，源代码不便（或不准）向用户公布，只要向用户提供头文件和二进制库即可。用户只需要按照头文件的接口声明来调用库函数，而不必关心接口的具体实现，编译器会从库中连接相应的实现代码。

1.2头文件中的 #ifndef 是干什么用的?

一个头文件被别的源文件重复包含是经常发生的，如何避免某个头文件被重复包含呢？利用条件编译轻松解决。在头文件的开始加入：

#ifndef HEADER_NAME
#define HEADER_NAME

在头文件的结尾加上：

#endif

HEADER_NAME 可以为任意内容，只要能够唯一标识当前头文件即可，建议使用头文件的名称。将这些条件编译预处理指令加入上面的示例程序中的两个头文件，问题即可解决。

要注意以下几点：

（1）条件编译指令#ifndef HEADER_NAME和#endif的意思是：如果条件编译标志 HEADER_NAME 没有定义的话，则编译#ifndef和#endif之间的程序段，否则就忽略它。头文件 只要被包含一次，条件编译标志宏 HEADER_NAME 就会被定义，这样就不会被再次包含。

（2）iostream 是标准库中的头文件，所以被包含时使用尖括号 <>，而用户自定义的头文件，被包含时使用双引号

1.3头文件中为啥不要用普通变量函数的定义?

尽量在头文件中制作声明，不定义变量、函数，否则容易重复定义而报错。

然后再说几个关键字：

extern：C++中extern是指全局的意思。它一般有两个方面的用途：

1、声明变量

首先说一下声明和定义的区别：

①变量的定义：用于为变量分配存储空间，还可以为变量指定初始值。在一个程序中，变量有且仅有一个定义。

②变量的声明：用于向程序表明变量的类型和名字。定义也是声明：当定义变量时我们声明了它的类型和名字。可以通过使用extern 关键字声明变量名而不定义它。例如：

extern int i; //声明一个变量i，但是并没有定义
int i; //声明并且定义了一个变量i

extern 声明不是定义，也不分配存储空间。事实上，它只是说明变量定义在程序的其他地方。程序中变量可以声明多次，但只能定义一次。

只有当声明也是定义时，声明才可以有初始化式，因为只有定义才分配存储空间。初始化式必须要有存储空间来进行初始化。如果声明有初始化式，那么它可被当作是定义，即使声明标记为 extern例如：

extern int i = 0;

虽然使用了 extern ，但是这条语句还是定义了i，分配并初始化了存储空间。只有当extern声明位于函数外部时，才可以含有初始化式。

因为已初始化的extern声明被当作是定义，所以该变量任何随后的定义都是错误的：例如：

extern int i = 0;
int i; //报错，重复的定义

同样，随后的含有初始化式的extern声明也是错误的：

extern int i = 0; // 定义
extern int i; // 只声明，正确
extern int i = 0; // 重复定义，错误

为什么会这样呢？因为 extern int a; 只是声明而不是定义，声明是不会为变量开辟内存空间的，自然无法对其进行初始化的操作。