C++中#include的工作原理

大多数人可能对“#include”比较熟悉，因为我们写C/C++程序的时候都会写的字符串之一，但是它是具体怎么工作的？或者它的原理是什么呢？

可能不太熟悉，也有可能没有去关心过。我们只关心程序能否正确运行，或者程序怎么实现等等一些问题。

这里笔者就为介绍下我们熟悉又不太熟悉的“#include”，首先我们了解下C/C++头文件。

头文件为相关声明提供了一个集中存在的位置。头文件一般包含类的定义，extern变量声明与函数声明。注意这里声明与定义的区别：它们最本质的区别是定义只可以出现一次，声明可以出现多次。声明不分配空间，而定义是要分配空间的。头文件正确使用可以保证所有文件使用给定实体的同一声明；当声明需要修改时，只有头文件需要更新。

头文件还可以定义：在编译的时候就已知道其值的cosnt对象和inline 函数。在头文件中定义上述实体，是因为编译器需要它们的定义来产生代码。例如：为了产生能定义或使用类的对象代码，编译器需要知道组成该类型的数据成员，也需要知道对应的函数。

在C++中，有些地方需要放置常量表达式。例如：枚举成员的初始化必须是常量表达式。常量表达式是编译器在编译时就能够在计算出结果的表达式。当const整型变量通过常量表达式自我初始化时，这个const整型变量就可能是常量表达式。而const变量要成为常量表达式，初始化必须为编译器可见。为了能够让多个文件使用相同的常量值，const变量和它的初始化必须是每个文件都可见的。所以将其定义放到头文件中，无论const常量何时使用，编译器都能知道其初始化。

#include是怎么样工作的？

#include设施是C++预处理器的一部分。

预处理器处理程序的源代码，是在编译器之前运行。

#include只接受一个参数：头文件名。

预处理器用指定的头文件的内容替代每个include。

我们自己的头文件存储在文件中。系统的头文件可能用特定于编译器的更高效的格式保存。

头文件经常#include其他头文件。头文件定义的实体经常使用在其他文件的设施。所以设计的头文件时，应使其可以多次包含在同一源文件中。我们必须保证包含同一头文件不会引起该头文件定义的类和对象被多次定义。使得头文件安全的通过做法，使用预处理器定义头文件保护符。

什么是头文件保护符？

看看下面内容大家就会明白了

在编写头文件之前，我们需要引入一些额外的预处理器设施。预处理器允许我们自定义变量。为了避免名字冲突，预处理器变量经常用全大写字母表示。预处理变量有两种状态：已定义或未定义。

代码如下:

#ifndef BEGEIN_H

#define BEGEIN_H

//定义一些类或者定义函数
#endif

如果没有两个头文件定义和使用相同的预处理器变量，那么就没有问题。如果出现上述情况，可以用定义在头文件里实体类来命名预处理器变量来避免预处理变量重名问题。

#include <>与#include " "区别
如果头文件名在<>中，就会被认为是标准头文件。编译器会在预定义的位置查找该头文件，如果是""就认为它是非系统头文件，非系统文件查找通常开始于源文件所在路径。