Раздельная компиляция (нюансы использования заголовочных файлов и файлов реализации)

@SergioO · Регистрация: 13.12.2015

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Почему во многих учебниках функции-члены класса внутри класса только объявляют, но определяют вне самого класса (не, ну как бы в классе, но вне) пример ниже

C++

class C {
int func(int n);// о,]объявляем
}
// дальше "выходим" из класса и определяем
int C::func(int n){return n+1;}

почему не определить сразу в классе?

C++

1
2
3

class C {
int func(int n){return n+1;};
}

@hoggy · 07.01.2016, 14:17

Сообщение от SergioO

почему не определить сразу в классе?

1.
что бы не загромождать декларацию.

хэдер - "заголовок" по другому.
как оглавление в книге.
смотришь на прототипы, и сразу понятно,
что есть в классе, а чего нет.
это - удобно.

2.
код, похороненный в спп файле скомпиляется один раз.
а использоваться будет множеством ед. трансляций.

код, определенный в хэдере будет перекомпиляццо каждый раз заново,
для каждой очередной ед. трансляции.
каждый раз при изменении реализации,
все зависимые ед. трансляции будут заново перекомпилироваться.

это плохо для времени компиляции.

3.
сокрытие кода.

можно собрать библиотеку, и распространять её,
например, в виде product.h и product.lib
хэдер по прежнему будет содержать исходный код в виде текста,
в то время, как product.lib - там уже бинарные данные.
без специальных приседаний будет не понятно,
что там внутри.

в общем, если вкратце:
стремятся по максимуму вынести с хэдеров в cpp файл.

@Kirik516 · 07.01.2016, 14:20

Сообщение от SergioO

почему во многих учебниках функции-члены класса внутри класса только объявляют, но определяют вне самого класса (не, ну как бы в классе, но вне) пример ниже

Для понимая можно посмотреть на функции в С++. Есть реализация функции, есть ее прототип. Вот объявление класса это прототип.

Сообщение от SergioO

// дальше "выходим" из класса и определяем

А здесь мы не выходим из него, а реализуем его метод. Так принято писать в С++.
К тому же, если реализовывать метод в объявлении класса, то программист неявно просит компилятор сделать этот метод inline.

И обратите внимание, что объявление класса принято писать в .h файлах, от слова header, т.е. в заголовочных
файлах. Грубо говоря в оглавлении, чтобы рассказать компилятору: "Смотри что у меня есть!".

@Nosey · 07.01.2016, 14:20

Сообщение от SergioO

почему во многих учебниках функции-члены класса внутри класса только объявляют, но определяют вне самого класса (не, ну как бы в классе, но вне) пример ниже

Конкретно в данном случае - если

Сообщение от SergioO

// дальше "выходим" из класса и определяем

Это в том же самом заголовочном файле - то делают так "потому что могут".
В случаях посложнее всё растёт из Правило одного определения (One Definition Rule, ODR)

@SergioO · 07.01.2016, 14:42 **[ТС]**

Сообщение от Kirik516

И обратите внимание, что объявление класса принято писать в .h файлах, от слова header, т.е. в заголовочных
файлах. Грубо говоря в оглавлении, чтобы рассказать компилятору: "Смотри что у меня есть!".

я не волшебник, я только учусь )
я делаю просто файл с классом, кладу рядом в папку и потом инструкцией
#include <class>
подключаю его без всяких .h
неправильно так?

@Kirik516 · 07.01.2016, 15:05

Сообщение от SergioO

я делаю просто файл с классом, кладу рядом в папку и потом инструкцией
#include <class>
подключаю его без всяких .h
неправильно так?

Без расширений? Как стринги и все остальное из std?

Ну скорее всего тут нет четкого деления на правильно или неправильно. Поправьте, если не так.
Все зависит от того, как договорится между собой команда разработчиков.
Я предпочитаю делать два файла classname.h и classname.cpp, и писать в них заголовки и реализацию соответственно.
К тому же изначально везде учат делать именно так, как я описал.

Добавлено через 6 минут
Да, и конечно, надо учитывать те особенности, о которых писал hoggy, и особенность связанную с inline.

@Nosey · 07.01.2016, 15:11

Лучше называть .cpp и .h соответственно исходники и заголовочные файлы.

Сообщение от SergioO

#include <class>

#include <class> - поиск файла происходит сначала в системных путях.
#include "class" - сначала в пользовательских.
И использование по верхнему правилу <> "" - это используемая best practice.

@SergioO · 07.01.2016, 17:02 **[ТС]**

Ну скорее всего тут нет четкого деления на правильно или неправильно. Поправьте, если не так.
Все зависит от того, как договорится между собой команда разработчиков.
Я предпочитаю делать два файла classname.h и classname.cpp, и писать в них заголовки и реализацию соответственно.

и потом подключать как

C++

1 2	#include "classname.h" #include "classname.cpp"

?

Сообщение от Kirik516

К тому же изначально везде учат делать именно так, как я описал.

вас учат, а мы сами с усами ) поэтому будем перенимать ваш опыт )

в чем преимущество поступать именно так, а не как я? ну, функции ниже класса записать как class::func(){}думаю не трудно, но принципиально то потом все закомпилится ведь...

@Nosey · 07.01.2016, 17:14

Сообщение от SergioO

вас учат, а мы сами с усами ) поэтому будем перенимать ваш опыт )
в чем преимущество поступать именно так, а не как я? ну, функции ниже класса записать как class::func(){}думаю не трудно, но принципиально то потом все закомпилится ведь...

Обязательно прочитайте пару книг из "списка литературы" в закреплённых темах.

Сообщение от SergioO

и потом подключать как
#include "classname.h"
#include "classname.cpp"

И если вопрос этот останется - приходите

@SergioO · 07.01.2016, 17:20 **[ТС]**

Сообщение от Nosey

Обязательно прочитайте пару книг из "списка литературы" в закреплённых темах.

не знаю что там в списке, но у меня литература вся есть и по Си и С++ (Ритчи, Кэрниган, Страуструп, Липман, Шилдт, Пратта и тд и тп)
вот просто когда я их читаю, то и не понимаю ряд вопросов, о которых потом спрашиваю. может неправильно сразу все читать, но: Страуструп малопонятен в илу каких-то выкрутасов без объяснений, Шилдт к Си тяготеет, как я понимаю и тд. Хороший бы задачник с решениями по С++, как в математике чтобы, но чет такого не нахожу. По Си есть, но там совсем учебные примеры, например проинтегрировать то-то, разобрать строку в щепки и потом собрать по-другому, что не интересно. может я не прав. лучше заниматься с преподом и в группе, но что есть уж - другого не намечается.

@Nosey · 07.01.2016, 17:34

SergioO, Хорошо. уговорили, идём на встречу

Прочитайте краткий пересказ: Единица трансляции
И ещё раз вот это : Правило одного определения (One Definition Rule, ODR)

И как следует подумайте над прочитанным.
Вы всё ещё хотите писать

Код

#include "classname.cpp"

?

Внизу темы ещё кучка подобных тем.

@Kirik516 · 07.01.2016, 17:39

Сообщение от SergioO

в чем преимущество поступать именно так, а не как я? ну, функции ниже класса записать как class::func(){}думаю не трудно, но принципиально то потом все закомпилится ведь...

Подключать в этом случает надо так:

C++

// h_file.h
#include <all>
#include <used>
#include <headers>
 
class DeclareTheClass
{
// объявляем то, что нам нужно
};
 
//cpp_file.cpp
#include "h_file.h"
 
// реализуем все, что нужно
 
//main_file.cpp
#include "h_file.h"
 
// точка входа в программу

Для чего это делается?
Если реализовать класс внутри его объявление, ты вы неявно попросите компилятор сделать все методы inline.
Чтобы контролировать эти просьбы нужно разделить реализацию и объявление.
Если реализовывать методы в том же файле, что и объявление, то при каждом подключение этого файла, будет
копироваться код реализации. И скорее всего при многократном подключении этого файла, вы получите ошибку
о том, что один и тот же метод несколько раз реализован.
Так как директива #include <some_file> заставит препроцессор полностью скопировать содержание этого файла
в место вызова директивы.

Также hoggy, довольно подробно описал значимость разделения объявления и реализации.

Также не стоит забывать и о следующей конструкции в заголовочных файла, которая предотвращает бесконечное
вложение.

C++

//h_file.h
#ifndef H_FILE_H
#define H_FILE_H
// все что нам нужно
#endif // H_FILE_H

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от SergioO

Хороший бы задачник с решениями по С++, как в математике чтобы, но чет такого не нахожу.

Есть в интернете сайты, к сожалению не помню адресов, для подготовки к олимпиадам по программированию.
В них хорошие задачи. Причем, там есть система проверки ответа. Загружаете программу на сайт и она там тестируется
автоматически.

@SergioO · 07.01.2016, 17:53 **[ТС]**

Сообщение от Nosey

Прочитайте краткий пересказ: Единица трансляции

вот который раз убеждаюсь что наглядно должны такие вопросы разбираться - как говорил Пуанкаре:"чтобы объяснить обыкновенные дроби нужен нож и торт". на словах все это, особенно новичку мало понятно. вот бы схемкой как типа "мультик" )) "лежит" файлик и тут компилятор его берет и что дальше происходит, что куда включается и не включается... сам бы уже такую фигню сделал, но я подобными пакетами не владею. не хотите заняться? ))

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Kirik516

Так же не стоит забывать и о следующей конструкции в заголовочных файла, которая предотвращает бесконечное
вложение.

а

C++

1	#pragma once

разве не с этой целью или я чего-то путаю?

C++

#ifndef

вроде для макросов используется

@Nosey · 07.01.2016, 17:54

Сообщение от Kirik516

Если реализовать класс внутри его объявление, ты вы неявно попросите компилятор сделать все методы inline.

Мы не просим компилятор, мы лишь даём ему такую возможность, предоставляя код в данной единице трансляции(в cpp файле).
А если он не будет видеть реализацию, а только определение - то оставит это на откуп линковщику -> в общем случае инлайнинга не произойдёт.

Сообщение от Kirik516

Так же не стоит забывать и о следующей конструкции в заголовочных файла, которая предотвращает бесконечное
вложение.

Это называется header guards.

Вот это ещё можно добавить к верхнему списку ссылок:
Компилятор - С++ использует раздельную компиляцию.

@hoggy · 07.01.2016, 18:03

Сообщение от Nosey

Мы не просим компилятор, мы лишь даём ему такую возможность,

нет, мы именно что просим.
все методы определённые в декларации класса неявно помечаются inline

@0x10 · 07.01.2016, 18:06

Сообщение от SergioO

вот который раз убеждаюсь что наглядно должны такие вопросы разбираться

Сообщение от SergioO

сам бы уже такую фигню сделал, но я подобными пакетами не владею. не хотите заняться?

Задумайтесь на минуту: может ли быть такое, что Вы — единственный в мире, кто задается этими вопросами? Скорее всего, нет. Кажется ли этот материал достаточно общим и базовым, чтобы его основы нужно было объяснять людям? Скорее всего, да. Следовательно, материалы должны быть. Вы их искали? Книги, статьи в гугле, видео на ютубе? Один запрос «Compilation process» выдает кучу результатов, на любой вкус. Понятно, что отвечать за качество подачи материала каждого никто не станет, тем не менее источников информации предостаточно.

Одна из первых попавшихся статей с диаграммами и листингами: link.

@Nosey · 07.01.2016, 18:09

Сообщение от hoggy

все методы определённые в декларации класса неявно помечаются inline

На которую ему с высокой колокольни, если мы не включим оптимизацию.
А если включим оптимизацию, то он заинлайнит всё что сможет, помечена она или нет.

Если не учитывать верхнее, то потом возникнет вопрос "Что происходит при использовании ключевого слова inline?"

@SergioO · 07.01.2016, 18:13 **[ТС]**

Скачал книгу А.Ахо "Компиляторы. Принципы, технологии и инструментарий". буду пробовать ))

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Nosey

Если не учитывать верхнее, то потом возникнет вопрос "Что происходит при использовании ключевого слова inline?"

вроде как и ничего даже ) а если функция коротенькая, то может и чего

@hoggy · 07.01.2016, 18:27

Сообщение от Nosey

На которую ему с высокой колокольни, если мы не включим оптимизацию.
А если включим оптимизацию, то он заинлайнит всё что сможет, помечена она или нет.

монопенисуальный фактор.

выше вы писали, что мы ни о чем не просим компилятор,
а лишь предоставляем ему какие то возможности.

ну так вот, мы именно, что просим заинлайнить.
мы сообщаем компилятору:
крутись, как хочешь, но эту функцию мы полагаем встраиваемой.

и мы имеем полное право так полагать.
стандарт нам это гарантирует.

простейший пример:
мы поклали болт на ODR, но ошибок множественного определения не происходит.
потому что стандарт гарантирует иммунитет для inline функций.

при этом нам абсолютно фиолетово,
дебаг у нас сейчас, или оптимизации.
и вообще, сможет ли компилятор реально оптимизировать,
или нет.

inline - ключевое слово языка.
синтаксис - первичен.
любые оптимизации - вторичны.

@Kirik516 · 07.01.2016, 18:40

Не по теме:

Сообщение от SergioO

C++

1	#pragma once

разве не с этой целью или я чего-то путаю?

Это все ваши MSVS упоротости. А я под MinGW сижу.

Сообщение от Nosey

Это называется header guards.

Название то красивое. Но его могли не понять.

@hoggy 8739 / 4317 / 960 Регистрация: 15.11.2014 Сообщений: 9,760
	07.01.2016, 18:27	19
	Сообщение от Nosey На которую ему с высокой колокольни, если мы не включим оптимизацию. А если включим оптимизацию, то он заинлайнит всё что сможет, помечена она или нет. монопенисуальный фактор. выше вы писали, что мы ни о чем не просим компилятор, а лишь предоставляем ему какие то возможности. ну так вот, мы именно, что просим заинлайнить. мы сообщаем компилятору: крутись, как хочешь, но эту функцию мы полагаем встраиваемой. и мы имеем полное право так полагать. стандарт нам это гарантирует. простейший пример: мы поклали болт на ODR, но ошибок множественного определения не происходит. потому что стандарт гарантирует иммунитет для inline функций. при этом нам абсолютно фиолетово, дебаг у нас сейчас, или оптимизации. и вообще, сможет ли компилятор реально оптимизировать, или нет. inline - ключевое слово языка. синтаксис - первичен. любые оптимизации - вторичны. 1

@hoggy 8739 / 4317 / 960 Регистрация: 15.11.2014 Сообщений: 9,760
	07.01.2016, 14:17	2
	Сообщение от SergioO почему не определить сразу в классе? 1. что бы не загромождать декларацию. хэдер - "заголовок" по другому. как оглавление в книге. смотришь на прототипы, и сразу понятно, что есть в классе, а чего нет. это - удобно. 2. код, похороненный в спп файле скомпиляется один раз. а использоваться будет множеством ед. трансляций. код, определенный в хэдере будет перекомпиляццо каждый раз заново, для каждой очередной ед. трансляции. каждый раз при изменении реализации, все зависимые ед. трансляции будут заново перекомпилироваться. это плохо для времени компиляции. 3. сокрытие кода. можно собрать библиотеку, и распространять её, например, в виде product.h и product.lib хэдер по прежнему будет содержать исходный код в виде текста, в то время, как product.lib - там уже бинарные данные. без специальных приседаний будет не понятно, что там внутри. в общем, если вкратце: стремятся по максимуму вынести с хэдеров в cpp файл. 0

@Kirik516 6 / 6 / 1 Регистрация: 27.12.2014 Сообщений: 67
	07.01.2016, 14:20	3
	Сообщение от SergioO почему во многих учебниках функции-члены класса внутри класса только объявляют, но определяют вне самого класса (не, ну как бы в классе, но вне) пример ниже Для понимая можно посмотреть на функции в С++. Есть реализация функции, есть ее прототип. Вот объявление класса это прототип. Сообщение от SergioO // дальше "выходим" из класса и определяем А здесь мы не выходим из него, а реализуем его метод. Так принято писать в С++. К тому же, если реализовывать метод в объявлении класса, то программист неявно просит компилятор сделать этот метод inline. И обратите внимание, что объявление класса принято писать в .h файлах, от слова header, т.е. в заголовочных файлах. Грубо говоря в оглавлении, чтобы рассказать компилятору: "Смотри что у меня есть!". 0

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 14:20	4
	Сообщение от SergioO почему во многих учебниках функции-члены класса внутри класса только объявляют, но определяют вне самого класса (не, ну как бы в классе, но вне) пример ниже Конкретно в данном случае - если Сообщение от SergioO // дальше "выходим" из класса и определяем Это в том же самом заголовочном файле - то делают так "потому что могут". В случаях посложнее всё растёт из Правило одного определения (One Definition Rule, ODR) 1

@SergioO 260 / 208 / 99 Регистрация: 13.12.2015 Сообщений: 1,098
	07.01.2016, 14:42 [ТС]	5
	Сообщение от Kirik516 И обратите внимание, что объявление класса принято писать в .h файлах, от слова header, т.е. в заголовочных файлах. Грубо говоря в оглавлении, чтобы рассказать компилятору: "Смотри что у меня есть!". я не волшебник, я только учусь ) я делаю просто файл с классом, кладу рядом в папку и потом инструкцией #include <class> подключаю его без всяких .h неправильно так? 0

@Kirik516 6 / 6 / 1 Регистрация: 27.12.2014 Сообщений: 67
	07.01.2016, 15:05	6
	Сообщение от SergioO я делаю просто файл с классом, кладу рядом в папку и потом инструкцией #include <class> подключаю его без всяких .h неправильно так? Без расширений? Как стринги и все остальное из std? Ну скорее всего тут нет четкого деления на правильно или неправильно. Поправьте, если не так. Все зависит от того, как договорится между собой команда разработчиков. Я предпочитаю делать два файла classname.h и classname.cpp, и писать в них заголовки и реализацию соответственно. К тому же изначально везде учат делать именно так, как я описал. Добавлено через 6 минут Да, и конечно, надо учитывать те особенности, о которых писал hoggy, и особенность связанную с inline. 2

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 15:11	7
	Лучше называть .cpp и .h соответственно исходники и заголовочные файлы. Сообщение от SergioO #include <class> #include <class> - поиск файла происходит сначала в системных путях. #include "class" - сначала в пользовательских. И использование по верхнему правилу <> "" - это используемая best practice. 1

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 17:14	9
	Сообщение от SergioO вас учат, а мы сами с усами ) поэтому будем перенимать ваш опыт ) в чем преимущество поступать именно так, а не как я? ну, функции ниже класса записать как class::func(){}думаю не трудно, но принципиально то потом все закомпилится ведь... Обязательно прочитайте пару книг из "списка литературы" в закреплённых темах. Сообщение от SergioO и потом подключать как #include "classname.h" #include "classname.cpp" И если вопрос этот останется - приходите 0

@SergioO 260 / 208 / 99 Регистрация: 13.12.2015 Сообщений: 1,098
	07.01.2016, 17:20 [ТС]	10
	Сообщение от Nosey Обязательно прочитайте пару книг из "списка литературы" в закреплённых темах. не знаю что там в списке, но у меня литература вся есть и по Си и С++ (Ритчи, Кэрниган, Страуструп, Липман, Шилдт, Пратта и тд и тп) вот просто когда я их читаю, то и не понимаю ряд вопросов, о которых потом спрашиваю. может неправильно сразу все читать, но: Страуструп малопонятен в илу каких-то выкрутасов без объяснений, Шилдт к Си тяготеет, как я понимаю и тд. Хороший бы задачник с решениями по С++, как в математике чтобы, но чет такого не нахожу. По Си есть, но там совсем учебные примеры, например проинтегрировать то-то, разобрать строку в щепки и потом собрать по-другому, что не интересно. может я не прав. лучше заниматься с преподом и в группе, но что есть уж - другого не намечается. 0

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 17:34	11
	SergioO, Хорошо. уговорили, идём на встречу Прочитайте краткий пересказ: Единица трансляции И ещё раз вот это : Правило одного определения (One Definition Rule, ODR) И как следует подумайте над прочитанным. Вы всё ещё хотите писать Код #include "classname.cpp" ? Внизу темы ещё кучка подобных тем. 0

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 17:54	14
	Сообщение от Kirik516 Если реализовать класс внутри его объявление, ты вы неявно попросите компилятор сделать все методы inline. Мы не просим компилятор, мы лишь даём ему такую возможность, предоставляя код в данной единице трансляции(в cpp файле). А если он не будет видеть реализацию, а только определение - то оставит это на откуп линковщику -> в общем случае инлайнинга не произойдёт. Сообщение от Kirik516 Так же не стоит забывать и о следующей конструкции в заголовочных файла, которая предотвращает бесконечное вложение. Это называется header guards. Вот это ещё можно добавить к верхнему списку ссылок: Компилятор - С++ использует раздельную компиляцию. 0

@hoggy 8739 / 4317 / 960 Регистрация: 15.11.2014 Сообщений: 9,760
	07.01.2016, 18:03	15
	Сообщение от Nosey Мы не просим компилятор, мы лишь даём ему такую возможность, нет, мы именно что просим. все методы определённые в декларации класса неявно помечаются inline 1

@0x10 3257 / 2059 / 351 Регистрация: 24.11.2012 Сообщений: 4,909
	07.01.2016, 18:06	16
	Сообщение от SergioO вот который раз убеждаюсь что наглядно должны такие вопросы разбираться Сообщение от SergioO сам бы уже такую фигню сделал, но я подобными пакетами не владею. не хотите заняться? Задумайтесь на минуту: может ли быть такое, что Вы — единственный в мире, кто задается этими вопросами? Скорее всего, нет. Кажется ли этот материал достаточно общим и базовым, чтобы его основы нужно было объяснять людям? Скорее всего, да. Следовательно, материалы должны быть. Вы их искали? Книги, статьи в гугле, видео на ютубе? Один запрос «Compilation process» выдает кучу результатов, на любой вкус. Понятно, что отвечать за качество подачи материала каждого никто не станет, тем не менее источников информации предостаточно. Одна из первых попавшихся статей с диаграммами и листингами: link. 3

@Nosey 1379 / 406 / 144 Регистрация: 22.10.2014 Сообщений: 872
	07.01.2016, 18:09	17
	Сообщение от hoggy все методы определённые в декларации класса неявно помечаются inline На которую ему с высокой колокольни, если мы не включим оптимизацию. А если включим оптимизацию, то он заинлайнит всё что сможет, помечена она или нет. Если не учитывать верхнее, то потом возникнет вопрос "Что происходит при использовании ключевого слова inline?" 0

@SergioO 260 / 208 / 99 Регистрация: 13.12.2015 Сообщений: 1,098
	07.01.2016, 18:13 [ТС]	18
	Скачал книгу А.Ахо "Компиляторы. Принципы, технологии и инструментарий". буду пробовать )) Добавлено через 1 минуту Сообщение от Nosey Если не учитывать верхнее, то потом возникнет вопрос "Что происходит при использовании ключевого слова inline?" вроде как и ничего даже ) а если функция коротенькая, то может и чего 0