02.2.10 c++类的设计习惯及头文件重复包含问题的解决.txt

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2.2.10  C++类的设计习惯及头文件重复包含问题的解决
在设计一个类的时候，通常是将类的定义及类成员函数的声明放到头文件（即.h文件）中，将类中成员函数的实现放到源文件（即.cpp）中。对于animal类需要animal.h和animal.cpp两个文件，同样，对于fish类需要fish.h和fish.cpp。对于main()函数，我们把它单独放到EX10.cpp文件中。

往一个现有工程添加头文件（.h文件）或源文件（.cpp文件）有两种方式：一种是在打开的工程中，单击【File】→【New】，在左边的Files标签页下，选择C++ Header File或C++ Source File，然后在右边的File文本框中，输入头文件或源文件的文件名，如animal.h或animal.cpp，单击【OK】按钮。如图2.16所示。



图2.16  新建头文件或源文件

另一种方式是在EX10的工程目录下，单击鼠标右键，选择【新建】→【文本文档】，然后将“新建文本文档.txt”改名为“animal.h”（因.h和.cpp文件都是文本格式的文件），依同样的方法，建立animal.cpp、fish.h、fish.cpp三个文件，然后在打开的工程中，选择【Project】→【Add To Project】→【Files】，选择animal.h、animal.cpp、fish.h、fish.cpp这四个文件，单击【OK】按钮，如图2.17所示。



图2.17  添加头文件和源文件到工程中

代码如例2-24所示。

例2-24 

animal.h

//在头文件中包含类的定义及类成员函数的声明

class animal

{

public:

    animal();

    ~animal();

    void eat();

    void sleep();

    virtual void breathe();

};

 

animal.cpp

//在源文件中包含类中成员函数的实现

 

#include "animal.h"         //因为在编译animal.cpp时，编译器不知道animal到底

                            是什么，所以要包含animal.h，这样，编译器就知道animal

                            是一种类的类型

#include <iostream.h>       //在包含头文件时，<>和""有什么区别？<>和""表示编译器

                            在搜索头文件时的顺序不同，<>表示从系统目录下开始搜索，

                            然后再搜索PATH环境变量所列出的目录，不搜索当前目录；

                            ""是表示先从当前目录搜索，然后是系统目录和PATH环境

                                 变量所列出的目录。所以如果我们知道头文件在系统目录下

                            就可以直接用<>，这样可以加快搜索速度

animal::animal()            //::叫做作用域标识符，用于指明一个函数属于哪个类或一

                            个数据成员属于哪个类。::前面如果不跟类名，表示是全局

{                           函数（即非成员函数）或全局数据

}                           

 

animal::~animal()

{

}

 

void animal::eat()          //注意：虽然我们在函数体中什么也没写，但仍然是实现了

                            这个函数

{

}

 

void animal::sleep()

{

}

 

void animal::breathe()      //注意，在头文件（.h文件）中加了virtual后，在源文

                            件（.cpp文件）中就不必再加virtual了

{                           

 

    cout<<"animal breathe"<<endl;

}

 

fish.h

#include "animal.h"         //因fish类从animal类继承而来，要让编译器知道

                            animal是一种类的类型，就要包含animal.h头文件

class fish:public animal

{

public:

     void breathe();

};

 

fish.cpp

#include "fish.h"

#include <iostream.h>

void fish::breathe()

{

    cout<<"fish bubble"<<endl;

}

 

EX10.cpp

#include "animal.h"

#include "fish.h"

void fn(animal *pAn)

{

    pAn->breathe();

}

void main()

{

    animal *pAn;

    fish fh;

    pAn=&fh;

    fn(pAn);

}

现在我们就可以按下键盘上的F7功能键编译整个工程了，编译结果如下：



为什么会出现类重复定义的错误呢？请读者仔细查看EX10.cpp文件，在这个文件中包含了animal.h和fish.h这两个头文件。当编译器编译EX10.cpp文件时，因为在文件中包含了animal.h头文件，编译器展开这个头文件，知道animal这个类定义了，接着展开fish.h头文件，而在fish.h头文件中也包含了animal.h，再次展开animal.h，于是animal这个类就重复定义了。

读者可以测试一下，如果我们多次包含iostream.h这个头文件，也不会出现上面的错误。要解决头文件重复包含的问题，可以使用条件预处理指令。修改后的头文件如下：

animal.h

#ifndef ANIMAL_H_H      //我们一般用#define定义一个宏，是为了在程序中使用，使程

                            序更加简洁，维护更加方便，然而在此处，我们只是为了判断

#define ANIMAL_H_H      ANIMAL_H_H是否定义，以此来避免类重复定义，因此我们没有为

                        其定义某个具体的值。在选择宏名时，要选用一些不常用的名字，

class animal            因为我们的程序经常会跟别人写的程序集成，如果选用一个很常用

                        的名字（例如：X），有可能会造成一些不必要的错误

{

public: 

     animal();

     ~animal();

     void eat();

     void sleep();

     virtual void breathe();

};

#endif

 

fish.h

#include "animal.h"

#ifndef FISH_H_H

#define FISH_H_H

class fish:public animal

{

public:

     void breathe();

};

#endif

我们再看EX10.cpp的编译过程。当编译器展开animal.h头文件时，条件预处理指令判断ANIMAL_H_H没有定义，于是就定义它，然后继续执行，定义了animal这个类；接着展开fish.h头文件，而在fish.h头文件中也包含了animal.h，再次展开animal.h，这个时候条件预处理指令发现ANIMAL_H_H已经定义，于是跳转到#endif，执行结束。

通过分析，我们发现在这次的编译过程中，animal这个类只定义了一次。

提示：Windows 2000初始安装完毕后，对于已知文件类型的扩展名是隐藏的，例如：“test.txt”这个文件，在资源浏览器中看到的是“test”，在这种情况下，修改其文件名为“test.cpp”时，实际的文件名是“test.cpp.txt”，仍然是文本文件。因此在Win2000下做开发时，要取消“隐藏已知文件类型的扩展名”这一选项。

操作步骤：在资源浏览器（或我的电脑）中，选择菜单中的“工具->文件夹选项（O）…”，选择“查看”标签页，将滚动栏拖到底端，将“隐藏已知文件类型的扩展名”复选框中的对号（√）取消掉，单击“确定”按钮。