在Visual C++中进行类设计的通行做法（中）——类的定义

 

我是荔园微风，作为一名在IT界整整25年的老兵，今天我们来重新审视一下在Visual C++中进行类设计的通行做法，这一篇帖子来看看在搭建好基本架构后如何把程序调整好可运行。程序员新手会去看很多书，但是书中往往教语法多，讲程序员习惯的少。那我们就来谈谈这个话题。

上一篇帖子把程序建好写好后，接下来单击菜单【生成】→【生成study】,编译结果会报一堆错误！会有很多提示类重复定义的报错。

其实都是由Father类重复定义引起的，那么为什么会出现这个错误？请大家仔细查看study.cpp文件，在这个文件中包含了father.h和son.h这两个头文件。当编译器编译 study.cpp文件时,因为在文件中包含了father.h头文件,编译器展开这个头文件，知道Father这个类定义了，接着展开son.h头文件，而在son.h头文件中也包含了father.h,再次展开father.h,于是Father这个类就重复定义了。

要解决头文件重复包含的问题，可以使用条件预处理指令。所谓预处理指令，就是C/C++语法里说的#ifndef #define #endif，可能有同学已经把这个给忘记了。

#ifndef, #define, 和 #endif是C/C++的预处理指令，常常用来条件编译和防止头文件重复包含。#ifndef 它是if not define的简写，是宏定义的一种，确切的说是预处理功能(的一种——条件编译。

使用#ifndef可以避免以下错误:如果在.h文件中定义了全局变量,一个C/C++文件包含了.h文件多次,如果不加#ifndef宏定义,会出现变量重复定义的错误;如果加了#ifndef则不会出现这种错误。

#ifndef:用于判断指定的标识符是否已经被定义。如果该标识符未定义，则执行下面的代码块，否则跳过。

#define: 用于定义指定的标识符，通常用于定义宏。在条件编译中，一般用来定义一个标识符，以便在后面的代码中进行条件判断。

#endif :用于结束条件编译的代码块。

修改后的头文件如下：

father.h代码如下所示。

#ifndef FATHER_H_H
#define FATHER_H_H

class Father

{
public:
　　Father();
　　~Father();
　　void eat();
　　void run();
　　virtual void study();
};

#endif

我们一般用#define定义一个宏，是为了在程序中使用，能使程序更加简洁，维护更加方便，然而在此处，我们只是为了判断FATHER_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，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,则有可能会造成一些不必要的错误。

son.h代码如下所示。

#include "father.h"

#ifndef SON_H_H
#define SON_H_H

class Son:public Father
{
public:
　　void study ();
};
#endif

我们再看study.cpp的编译过程。当编译器展开father.h头文件时，条件预处理指令判断FATHER_H_H没有定义，于是就先定义它，然后继续执行，定义了Father这个类；接着展开son.h头文件，而在son.h头文件中也包含了father.h,再次展开father.h时条件预处理指令发现FATHER_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，Father这个类只定义了一次。再次编译执行程序，就能看到正确的结果了。

在前面一篇帖子中，我们提到，Visual Studio 2022生成的头文件中自动添加了一句指令代码：#pragma once，那么该代码有何作用呢？下面我们在father.h和son.h头文件中取消对该代码的注释，同时将我们编写的条件预处理指令代码注释起来。修改后的头文件如下：

father.h代码如下所示。

#pragma once

//#ifndef FATHER_H_H
//#define FATHER_H_H

class Father
{
public:
　　Father();
　　~Father();
　　void eat();
　　void run();
　　virtual void study ()
};

//#endif

son.h代码如下所示。

#pragma once
#include "father.h"

//#ifndef SON_H_H
//#define SON_H_H

class Son:public Father
{
public:
　　void study ();
};

//#endif

再次编译执行程序，可以看到没有出现头文件重复包含的错误。实际上，#pragma once这句代码的也是用来避免头文件被重复包含的，不同的是，该指令代码是Visual Studio 2022的C++编译器独有的,在其他平台上编写C++代码不能用该指令。如果只是编写运行于Windows平台下的C++程序，那么可以用该指令来代替条件预处理指令的使用，简单且方便。

接下来，我们看看Visual Studio 2022每次生成项目给我们自动生成的pch.h文件有什么作用。打开pch.h文件，你可以看到如下代码：

pch.h代码如下所示。

#ifndef PCH_H
#define PCH_H

//TODO:添加要在此处预编译的标头

#endif //PCH_H

原来这只是一个预编译头文件（使用条件预处理指令），其作用也是为了防止头文件的重复包含，我们可以将常用的头文件在TODO的位置引入，或者将一些全局变量的定义放在这里。该文件没有任何实质内容，但是我们编写的源文件还必须要包含这个头文件，否则，编译就要出错，这是为什么呢？这是因为Visual Studio 2022在生成项目时，强制使用了该预编译头文件，所以你的源文件才不得不包含它。

要想不使用该文件也很简单，在Visual Studio 2022的解决方案资源管理器窗口中，右键单击项目名称，然后选择“属性”以打开项目“属性页”对话框。在“ 配置 ”下拉列表中，选择“ 所有配置”。选择 “配置属性>C/C++>预编译标头 ”属性页。在属性列表中，选择 预编译标头 属性的下拉列表，然后选择“ 不使用预编译标头”。 选择“确定”以保存更改 。单击“确定”按鈕后，我们就可以在源文件中刪除对pch.h头文件的引用了。

作者简介：荔园微风，1981年生，高级工程师，浙大工学硕士，软件工程项目主管，做过程序员、软件设计师、系统架构师，早期的Windows程序员，Visual Studio忠实用户，C/C++使用者，是一位在计算机界学习、拼搏、奋斗了25年的老将，经历了UNIX时代、桌面WIN32时代、Web应用时代、云计算时代、手机安卓时代、大数据时代、ICT时代、AI深度学习时代、智能机器时代，我不知道未来还会有什么时代，只记得这一路走来，充满着艰辛与收获，愿同大家一起走下去，充满希望的走下去。