Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Чтобы гарантировать совпадение определений класса в каждом файле, классы обычно определяют в файлах заголовка. Как правило, классы хранятся в заголовках, имя которых совпадает с именем класса. Например, библиотечный тип stringопределен в заголовке string. Точно так же, как уже было продемонстрировано, наш класс Sales_dataопределен в файле заголовка Sales_data.h.

Заголовки (обычно) содержат сущности (такие как определения класса или переменных constи constexpr(см. раздел 2.4), которые могут быть определены в любом файле только однажды. Однако заголовки нередко должны использовать средства из других заголовков. Например, поскольку у класса Sales_dataесть член типа string, заголовок Sales_data.hдолжен включать заголовок string. Как уже упоминалось, программы, использующие класс Sales_data, должны также включать заголовок string, чтобы использовать член bookNo. В результате использующие класс Sales_dataпрограммы будут включать заголовок stringдважды: один раз непосредственно и один раз как следствие включения заголовка Sales_data.h. Поскольку заголовок мог бы быть включен несколько раз, код необходимо писать так, чтобы обезопасить от многократного включения.

После внесения любых изменений в заголовок необходимо перекомпилировать все использующие его файлы исходного кода, чтобы вступили в силу новые или измененные объявления.

Наиболее распространенный способ обезопасить заголовок от многократного включения подразумевает использование препроцессора. Препроцессор (preprocessor), унаследованный языком С++ от языка С, является программой, которая запускается перед компилятором и изменяет исходный текст программ. Наши программы уже полагаются на такое средство препроцессора, как директива #include. Когда препроцессор встречает директиву #include, он заменяет ее содержимым указанного заголовка.

Программы С++ используют также препроцессор для защиты заголовка (header guard). Защита заголовка полагается на переменные препроцессора (см. раздел 2.3.2). Переменные препроцессора способны находиться в одном из двух состояний: она либо определена, либо не определена. Директива #defineполучает имя и определяет его как переменную препроцессора. Есть еще две директивы, способные проверить, определена ли данная переменная препроцессора или нет. Директива #ifdefистинна, если переменная была определена, а директива #ifndefистинна, если переменная не была определена. В случае истинности проверки выполняется все, что расположено после директивы #ifdefили #ifndefи до соответствующей директивы #endif.

Эти средства можно использовать для принятия мер против множественного включения следующим образом:

#ifndef SALES_DATA_H

#define SALES_DATA_H

#include

struct Sales_data {

std::string bookNo;

unsigned units_sold = 0;

double revenue = 0.0;

#endif

При первом включении заголовка Sales_data.hдиректива #ifndefистинна, и препроцессор обработает строки после нее до директивы #endif. В результате переменная препроцессора SALES_DATA_Hбудет определена, а содержимое заголовка Sales_data.hскопировано в программу. Если впоследствии включить заголовок Sales_data.hв тот же файл, то директива #ifndefокажется ложна и строки между ней и директивой #endifбудут проигнорированы.

Имена переменных препроцессора не подчиняются правилам областей видимости языка С++.

Переменные препроцессора, включая имена для защиты заголовка, должны быть уникальными во всей программе. Обычно мы гарантируем уникальность имен защиты заголовка, включая в него имя класса. Чтобы избежать конфликта имен с другими сущностями программы, имена переменных препроцессора обычно пишут полностью в верхнем регистре.

У заголовков должна быть защита, даже если они не включаются в другие заголовки. Защита заголовка проста в написании, и при привычном их определении не нужно размышлять, нужны они или нет.

Упражнение 2.42. Напишите собственную версию заголовка Sales_data.hи используйте его для новой версии упражнения из раздела 2.6.2.