Mengapa memiliki file header dan file .cpp? [Tutup]

Mengapa C ++ memiliki file header dan file .cpp?

Nah, alasan utama adalah untuk memisahkan antarmuka dari implementasi. Header menyatakan "apa" yang akan dilakukan oleh suatu kelas (atau apa pun yang sedang dilaksanakan), sementara file cpp mendefinisikan "bagaimana" ia akan melakukan fitur-fitur tersebut.

Ini mengurangi dependensi sehingga kode yang menggunakan header tidak perlu mengetahui semua detail implementasi dan setiap kelas / header lainnya yang diperlukan hanya untuk itu. Ini akan mengurangi waktu kompilasi dan juga jumlah kompilasi yang dibutuhkan ketika sesuatu dalam implementasi berubah.

Ini tidak sempurna, dan Anda biasanya menggunakan teknik seperti Pimpl Idiom untuk memisahkan antarmuka dan implementasi dengan benar, tetapi ini adalah awal yang baik.

Kompilasi C ++

Kompilasi dalam C ++ dilakukan dalam 2 fase utama:

1. Yang pertama adalah kompilasi file teks "sumber" menjadi file "objek" biner: File CPP adalah file yang dikompilasi dan dikompilasi tanpa sepengetahuan tentang file CPP lainnya (atau bahkan perpustakaan), kecuali diumpankan melalui deklarasi mentah atau inklusi tajuk. File CPP biasanya dikompilasi menjadi file .OBJ atau .O "object".

2. Yang kedua adalah menghubungkan bersama semua file "objek", dan dengan demikian, pembuatan file biner akhir (baik perpustakaan atau file yang dapat dieksekusi).

Di mana HPP cocok dalam semua proses ini?

File CPP kesepian yang buruk ...

Kompilasi setiap file CPP independen dari semua file CPP lainnya, yang berarti bahwa jika A.CPP memerlukan simbol yang didefinisikan dalam B.CPP, seperti:

// A.CPP
void doSomething()
{
   doSomethingElse(); // Defined in B.CPP
}

// B.CPP
void doSomethingElse()
{
   // Etc.
}

Itu tidak akan dikompilasi karena A.CPP tidak memiliki cara untuk mengetahui "doSomethingElse" ada ... Kecuali ada deklarasi di A.CPP, seperti:

// A.CPP
void doSomethingElse() ; // From B.CPP

void doSomething()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

Kemudian, jika Anda memiliki C.CPP yang menggunakan simbol yang sama, Anda kemudian menyalin / menempelkan deklarasi ...

ALERT COPY / PASTE!

Ya, ada masalah. Salinan / pasta berbahaya, dan sulit untuk dipelihara. Yang berarti itu akan keren jika kita punya cara untuk TIDAK menyalin / menempel, dan masih mendeklarasikan simbol ... Bagaimana kita bisa melakukannya? Dengan menyertakan beberapa file teks, yang biasanya diakhiri dengan .h, .hxx, .h ++ atau, saya lebih suka untuk file C ++, .hpp:

// B.HPP (here, we decided to declare every symbol defined in B.CPP)
void doSomethingElse() ;

// A.CPP
#include "B.HPP"

void doSomething()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

// B.CPP
#include "B.HPP"

void doSomethingElse()
{
   // Etc.
}

// C.CPP
#include "B.HPP"

void doSomethingAgain()
{
   doSomethingElse() ; // Defined in B.CPP
}

Bagaimana cara includekerjanya?

Termasuk sebuah file, pada dasarnya, akan menguraikan dan kemudian menyalin-menempelkan isinya dalam file CPP.

Misalnya, dalam kode berikut, dengan header A.HPP:

// A.HPP
void someFunction();
void someOtherFunction();

... sumber B.CPP:

// B.CPP
#include "A.HPP"

void doSomething()
{
   // Etc.
}

... akan menjadi setelah dimasukkan:

// B.CPP
void someFunction();
void someOtherFunction();

void doSomething()
{
   // Etc.
}

Satu hal kecil - mengapa menyertakan B.HPP dalam B.CPP?

Dalam kasus saat ini, ini tidak diperlukan, dan B.HPP memiliki doSomethingElsedeklarasi fungsi, dan B.CPP memiliki doSomethingElsedefinisi fungsi (yang dengan sendirinya merupakan deklarasi). Tetapi dalam kasus yang lebih umum, di mana B.HPP digunakan untuk deklarasi (dan kode inline), mungkin tidak ada definisi yang sesuai (misalnya, enum, struct polos, dll.), Sehingga menyertakan bisa diperlukan jika B.CPP menggunakan deklarasi tersebut dari B.HPP. Semua dalam semua, itu adalah "selera yang baik" untuk suatu sumber untuk memasukkan secara default tajuknya.

Kesimpulan

Karena itu file header diperlukan, karena kompilator C ++ tidak dapat mencari deklarasi simbol saja, dan karenanya, Anda harus membantunya dengan menyertakan deklarasi tersebut.

Satu kata terakhir: Anda harus meletakkan pelindung tajuk di sekitar konten file HPP Anda, untuk memastikan beberapa inklusi tidak merusak apa pun, tetapi semuanya, saya yakin alasan utama keberadaan file HPP dijelaskan di atas.

#ifndef B_HPP_
#define B_HPP_

// The declarations in the B.hpp file

#endif // B_HPP_

atau bahkan lebih sederhana

#pragma once

// The declarations in the B.hpp file

Karena C, tempat konsep itu berasal, berusia 30 tahun, dan saat itu, itu adalah satu-satunya cara yang layak untuk menautkan kode bersama dari beberapa file.

Hari ini, ini adalah hack yang mengerikan yang benar-benar menghancurkan waktu kompilasi di C ++, menyebabkan banyak dependensi yang tidak perlu (karena definisi kelas dalam file header mengekspos terlalu banyak informasi tentang implementasi), dan seterusnya.

Karena di C ++, kode yang dapat dieksekusi akhir tidak membawa informasi simbol, itu kode mesin lebih atau kurang murni.

Dengan demikian, Anda memerlukan cara untuk menggambarkan antarmuka sepotong kode, yang terpisah dari kode itu sendiri. Deskripsi ini ada di file header.

Karena C ++ mewarisi mereka dari C. Sayangnya.

Karena orang-orang yang mendesain format perpustakaan tidak ingin "menyia-nyiakan" ruang untuk informasi yang jarang digunakan seperti makro preprocessor C dan deklarasi fungsi.

Karena Anda memerlukan info itu untuk memberi tahu kompiler Anda "fungsi ini tersedia nanti ketika linker melakukan tugasnya", mereka harus membuat file kedua di mana informasi yang dibagikan ini dapat disimpan.

Sebagian besar bahasa setelah C / C ++ menyimpan informasi ini dalam output (Java bytecode, misalnya) atau mereka tidak menggunakan format yang dikompilasi sama sekali, selalu didistribusikan dalam bentuk sumber dan kompilasi dengan cepat (Python, Perl).

Ini adalah cara preprocessor untuk mendeklarasikan antarmuka. Anda menempatkan antarmuka (deklarasi metode) ke dalam file header, dan implementasinya ke cpp. Aplikasi yang menggunakan perpustakaan Anda hanya perlu mengetahui antarmuka, yang dapat mereka akses melalui #include.

Seringkali Anda ingin memiliki definisi antarmuka tanpa harus mengirimkan seluruh kode. Misalnya, jika Anda memiliki perpustakaan bersama, Anda akan mengirimkan file header dengan itu yang mendefinisikan semua fungsi dan simbol yang digunakan di perpustakaan bersama. Tanpa file header, Anda harus mengirimkan sumbernya.

Dalam satu proyek, file header digunakan, IMHO, untuk setidaknya dua tujuan:

• Kejelasan, yaitu, dengan menjaga antarmuka terpisah dari implementasi, lebih mudah untuk membaca kode
• Waktu kompilasi. Dengan hanya menggunakan antarmuka jika memungkinkan, alih-alih implementasi penuh, waktu kompilasi dapat dikurangi karena kompiler dapat dengan mudah membuat referensi ke antarmuka alih-alih harus mem-parsing kode aktual (yang, idealnya, hanya perlu dilakukan satu kali).

Menanggapi jawaban MadKeithV ,

Ini mengurangi dependensi sehingga kode yang menggunakan header tidak perlu mengetahui semua detail implementasi dan setiap kelas / header lainnya yang diperlukan hanya untuk itu. Ini akan mengurangi waktu kompilasi, dan juga jumlah kompilasi yang dibutuhkan ketika sesuatu dalam implementasi berubah.

Alasan lain adalah bahwa header memberikan id unik untuk setiap kelas.

Jadi jika kita punya sesuatu seperti

class A {..};
class B : public A {...};

class C {
    include A.cpp;
    include B.cpp;
    .....
};

Kami akan memiliki kesalahan, ketika kami mencoba membangun proyek, karena A adalah bagian dari B, dengan header kami akan menghindari sakit kepala semacam ini ...