C++中的头文件

最近在写pi-slam-fusion，遇到的问题比较多，最离谱的问题可能就是和头文件有关的这部分了。

1. 关于为什么C++需要“在头文件中声明，在源文件中定义”？

当时为了把pislam和map2dfusion弄到一个程序里面，想出了#include “main.cpp” 和把 “main.cpp”重命名为”pislam.h”再进行#include的操作，这样肯定是有问题的！

实际上当时一编译就会跟我报“重定义”的错误，然后我居然还以为是CMakeList没写好

第一，预编译指令#include的作用是将所包含的文件全文复制到#include的位置，相当于是个展开为一个文件的宏。

c++的预处理器在编译之前执行，它看到#include指令，就会把那个文件的内容替换到当前位置。其它的预处理指令例如#define, #ifdef, ##等也在这个阶段被执行、并产生相应的内容。

预处理器执行完成后，所有的预处理指令都会被移除。其结果是一个单个头的大文件（我猜测这文件只存在于内存里），这个文件才会被进一步传给编译器做编译。
第二，C++允许多次声明，但只允许一次实现。比如int foo();就是一次声明，而int foo(){}就是一次实现。

如果编译时有多个.cpp文件中#include了同一个含有函数实现的.h，这时候链接器就会在多个目标文件中找到这个函数的实现，而这在C++中是不允许的，此时就会引爆LNK1169错误:找到一个或多个重定义的符号。

因此为了让函数可以在各个.cpp中共享，正确的做法就是在.h中只声明函数，并在另【一个（重点）】.cpp中实现这个函数。这样就不会冲突了。

所以#include一个.cpp文件也是不可以的，这和#include一个含有函数实现的.h文件效果一样糟糕。

2. 头文件中应该写什么内容？

因为问题一的存在，现在我其实对头文件里面应该写什么也不太清楚了，所以又查了一些内容。。。

头文件中应该只放变量和函数的声明，而不能放它们的定义。不过这样的规则有三个例外：

头文件中可以写 const 对象的定义。

因为全局的 const 对象默认是没有 extern 的声明的，所以它只在当前文件中有效。

同理，static 对象的定义也可以放进头文件。
头文件中可以写内联函数（inline）的定义。

C++ 规定，内联函数可以在程序中定义多次，只要内联函数在一个 .cpp 文件中只出现一次，并且在所有的 .cpp 文件中，这个内联函数的定义是一样的，就能通过编译。

那么显然，把内联函数的定义放进一个头文件中是非常明智的做法。
头文件中可以写类（class）的定义。

编译器只有在这个类的定义完全可见的情况下，才能知道这个类的对象应该如何布局，所以，关于类的定义的要求，跟内联函数是基本一样的。

我们可以把类的定义放在头文件中，而把函数成员的实现代码放在一个 .cpp 文件中。

也可以直接把函数成员的实现代码也写进类定义里面。在 C++ 的类中，如果函数成员在类的定义体中被定义，那么编译器会视这个函数为内联的。因此，把函数成员的定义写进类定义体，一起放进头文件中，是合法的。

注意一下，如果把函数成员的定义写在类定义的头文件中，而没有写进类定义中，这是不合法的，因为这个函数成员此时就不是内联的了。一旦头文件被两个或两个以上的 .cpp 文件包含，这个函数成员就被重定义了。

头文件中的保护措施：

设想一下，如果 a.h 中含有类 A 的定义，b.h 中含有类 B 的定义，由于类B的定义依赖了类 A，所以 b.h 中也 #include了a.h。现在有一个源文件，它同时用到了类A和类B，于是程序员在这个源文件中既把 a.h 包含进来了，也把 b.h 包含进来了。这时，问题就来了：类A的定义在这个源文件中出现了两次！于是整个程序就不能通过编译了。

使用 “#define” 配合条件编译可以很好地解决这个问题。在一个头文件中，通过 #define 定义一个名字，并且通过条件编译 #ifndef…#endif 使得编译器可以根据这个名字是否被定义，再决定要不要继续编译该头文中后续的内容。这个方法虽然简单，但是写头文件时一定记得写进去。

综上所述

.h文件中能包含：