Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

// Здесь поместите все. что требуется...

#endif // MYCLASS_H__

Когда препроцессор сканирует такой заголовочный файл, одной из первых встреченных им вещей будет директива #ifndefи следующий за ней символ, #ifndefговорит препроцессору перейти на следующую строку только в том случае, если символ MYCLASS_H__еще не определен. Если он уже определен, препроцессор должен пропустить код до закрывающей директивы #endif. Строка, следующая за #ifndef, определяет MYCLASS_H__, так что если этот файл при одной и той же компиляции сканируется препроцессором дважды, то второй раз MYCLASS_H__будет уже определен. Поместив весь код между #ifndefи #endif, вы гарантируете, что в процессе компиляции он будет прочитан только один раз.

Если вы не используете эту методику, которая называется защитой заголовка , то вы, вероятно, уже видели ошибки компиляции «symbol already defined» (символ уже определен), которые являются следствием отсутствия защитных мер против множественных определений. C++ не позволяет определять один и тот же символ несколько раз, и если вы это сделаете (целенаправленно или случайно), то получите ошибку компилятора. Включение защиты предотвращает такие ошибки, и она стала стандартной методикой.

Определяемый с помощью #defineмакрос не обязан следовать какому-либо формату, но использованный мной синтаксис имеет широкое распространение. Его идея состоит в том, чтобы использовать символ, который не будет конфликтовать с другим макросом, в результате чего файл будет непреднамеренно пропускаться препроцессором. На практике вы можете столкнуться и с другими методиками, такими как включение в макрос версии заголовочного файла или модуля, т.е. MYCLASS_H_V301__, или, возможно, имени автора. Не имеет значения, как вы его назвали, до тех пор, пока вы придерживаетесь единой схемы. Эти макросы должны использоваться только в заголовочном файле, который они защищают, и больше нигде.

В некоторых фрагментах кода можно увидеть внешнюю защиту заголовков , которая аналогична описанной ранее внутренней защите заголовков , за исключением того, что она используется в файле, включающем заголовочный файл, а не в самом заголовочном файле.

#ifndef MYCLASS_H__

#include "myclass.h"

#endif

Это сокращает процесс включения, поскольку, если макрос MYCLASS_H__уже определен, файл myclass.hдаже не подключается. Несколько лет назад утверждалось, что внешняя защита заголовков в больших проектах снижает время компиляции, но компиляторы совершенствуются и внешняя защита больше не требуется. Не используйте ее.

Даже если вы работаете над небольшим проектом, всегда следует помещать в заголовочный файл защиту заголовка. Если заголовочный файл включается в более чем одном файле, имеется вероятность, что в один прекрасный момент вы увидите ошибку переопределения. Более того, небольшие проекты стремятся за очень короткое время превратиться в большие, и хотя проект мог начинаться с единственного исполняемого файла и набора заголовочных файлов, включаемых только один раз, рано или поздно проект вырастет, и начнут появляться ошибки компиляции. Если вы с самого начала добавите защиту заголовков, вам не придется в будущем возвращаться и добавлять их сразу в большое количество файлов.

Требуется, чтобы одна и та же переменная использовалась различными модулями программы, а копия переменной должна быть только одна. Другими словами, это должна быть глобальная переменная .

Объявите и определите как обычно переменную в одном файле реализации, а в других файлах реализации, где требуется доступ к этой переменной, используйте ключевое слово extern. Часто это означает включение объявлений externв заголовочные файлы, используемые файлами реализаций, которым требуется доступ к глобальной переменной. Пример 2.3 содержит несколько файлов, которые показывают, как используется ключевое слово externдля доступа к переменным, определенным в другом файле реализации.

Пример 2.3. Использование ключевого слова extern

// global.h

#ifndef GLOBAL_H__ // см. рецепт 2.0

#define GLOBAL_H__

#include

extern int x;

extern std::string s;

#endif

// global.cpp

#include

int x = 7;

std::string s = "Kangaroo";

// main.cpp

#include

#include "global.h"

using namespace std;

int main() {

cout << "x = " << x << endl;

cout << "s = " << s << endl;

}

Ключевое слово extern— это способ сказать компилятору, что реальная область памяти для переменной выделяется в другом месте, externговорит компоновщику, что переменная описана где-то в другом объектном файле и что компоновщик должен найти ее при создании конечного исполняемого файла или библиотеки. Если компоновщик не находит переменной, объявленной как extern, или если он находит более одного ее определения, он генерирует ошибку компоновки.

Пример 2.3 не слишком впечатляет, но он хорошо иллюстрирует вопрос. Две мои глобальные переменные объявляются в global.cpp :

int x = 7;

std::string s = "Kangaroo";

Мне требуется доступ к ним из других файлов реализации, так что я поместил в заголовочный файл global.h объявление externдля них:

extern int x;

extern std::string s;

Разница между объявлением и определением очень важна. В C++ можно объявить что-либо несколько раз, при условии совпадения объявлений, но определить что-либо можно только один раз. Это называется правилом одного определения (на самом деле в некоторых случаях определить объект можно несколько раз, но только если определения абсолютно идентичны — обычно это бессмысленно). Ключевое слово extern— это механизм, позволяющий сказать компилятору и компоновщику, что определение находится где-то еще и что оно должно быть разрешено при компоновке.

Нельзя сказать, что использование externдолжно быть постоянным. Его следует использовать обдуманно и только тогда, когда это необходимо, так как оно позволяет создавать переменные, глобальные для всего приложения. Иногда оно может потребоваться для поистине глобальных объектов или данных — объекта журналирования, оборудования, большого объекта общих данных, но в большинстве случаев имеются более адекватные альтернативы.

Имеется заголовочный файл, который ссылается на классы из других заголовочных файлов, и требуется снизить зависимости компиляции (и, возможно, время).