在实现（.cpp）文件中不包括相应的头文件（.h）仍可以编译吗？

Question

我今天写了一个简单的示例，只是为了看看它是否可以编译，当我发现它可以编译时，我实际上感到非常惊讶！

这是示例：

hello.h

#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H

// Function prototype
void say_hello();

#endif

HELLO.CPP

注意：这不包括“ hello.h”，就像我在永远的历史中见过的每个C ++示例一样！

// #include "hello.h" <-- Commented out. The corresponding header is NOT included.

#include <iostream>

void say_hello() {
    std::cout << "Hello!" << std::endl;
}

main.cpp中

#include "hello.h"

int main() {
    say_hello();
}

然后，我将“ hello.cpp”编译为静态库，如下所示：

g++ -c hello.cpp
ar -rvs libhello.a hello.o

然后，我编译了“主”应用程序并将其链接到库

g++ -o main main.cpp -L. -lhello

并运行它，它执行得很好！

./main

你好！

---

当我感到惊讶的时候...我确实理解为什么这样做。 这是因为“ hello.cpp”中的函数未声明为静态，因此具有外部链接并且可以从外部看到。 将其设置为静态将由于未定义引用而导致链接失败。

因此，这就是问题……如果这行得通，那么为什么每个地方的人总是在“ .cpp”实现文件中包括“ .h”头文件和函数声明。 显然，如果仅定义自由函数，则没有必要，并且如果不包含头文件，一切都可以正常工作。

那么为什么我们总是将其包括在内？ -是否只是对链接器的工作原理普遍缺乏了解？ 还是还有更多？

Answer 1

让我们更改您的hello.cpp ：

// #include "hello.h" <-- Commented out. The corresponding header is NOT included.

#include <iostream>

int say_hello() {
    std::cout << "Hello!" << std::endl;
    return 0;
}

这将与以前的版本一样编译。 它也可能会链接-但不正确。 返回类型错误。

这是未定义的行为，但是在许多常见的实现中，您将不使用它，因为您不使用返回值，并且通常在寄存器中返回它。 但是，不必一定如此-您在运行时可能会遇到非常奇怪的错误。 特别是如果差异稍微复杂一些（例如，当调用方期望int时返回double －通常会在其他寄存器中返回）。

另一方面，如果您写了：

#include "hello.h"

#include <iostream>

int say_hello() {
    std::cout << "Hello!" << std::endl;
    return 0;
}

然后，头文件中的声明将与CPP文件中的定义不匹配-并且您将获得一个不错的，易于理解的编译器错误消息。

实际上，这是一个好主意，如果您没有外部函数的声明，GCC会抱怨。 （如果您在命令行上使用-wall -werror，它将停止您的构建。）

Answer 2

如果您有一个类，则需要包含它以获取该类及其成员的声明，以使其定义匹配。 否则，您将无法分开定义和声明。

/// C.h
class C
{
public:
    C();
private:
    int _i;
};

/// C.cpp
// #include "C.h"

C::C() : _i(42) {} // error: 'C' does not name a type

看到它在Coliru上失败了。

同样，如果您具有类模板或函数模板，则通常需要将其放在标头中，以便以后可以将其版本标记出来。