解析C++编程中的#include和条件编译

文件包含的作用

所谓“文件包含”处理是指一个源文件可以将另外一个源文件的全部内容包含进来，即将另外的文件包含到本文件之中。C++提供了#include命令用来实现“文件包含”的操作。如在file1.cpp中有以下#include命令：

  #include ″file2.cpp″

它的作用见图示意。

“文件包含”命令是很有用的，它可以节省程序设计人员的重复劳动。

#include命令的应用很广泛，绝大多数C++程序中都包括#include命令。现在，库函数的开发者把这些信息写在一个文件中，用户只需将该文件“包含”进来即可（如调用数学函数的，应包含cmath文件—），这就大大简化了程序，写一行#include命令的作用相当于写几十行、几百行甚至更多行的内容。这种常用在文件头部的被包含的文件称为“标题文件”或“头部文件”。

头文件一般包含以下几类内容：

• 对类型的声明。
• 函数声明。
• 内置(inline)函数的定义。
• 宏定义。用#define定义的符号常量和用const声明的常变量。
• 全局变量定义。
• 外部变量声明。如entern int a;
• 还可以根据需要包含其他头文件。

不同的头文件包括以上不同的信息，提供给程序设计者使用，这样，程序设计者不需自己重复书写这些信息，只需用一行#include命令就把这些信息包含到本文件了，大大地提高了编程效率。由于有了#include命令，就把不同的文件组合在一起，形成一个文件。因此说，头文件是源文件之间的接口。
include命令的两种形式

在#include命令中，文件名除了可以用尖括号括起来以外，还可以用双撇号括起来。#include命令的一般形式为：
    #include <文件名>
或
    #include ″文件名″
如：
    #include <iostream>
或
    #include ″iostream″
都是合法的。二者的区别是： 用尖括号时，系统到系统目录中寻找要包含的文件，如果找不到，编译系统就给出出错信息。

有时被包含的文件不一定在系统目录中，这时应该用双撇号形式，在双撇号中指出文件路径和文件名。

如果在双撇号中没有给出绝对路径，如#include ″file2.c″则默认指用户当前目录中的文件。系统先在用户当前目录中寻找要包含的文件，若找不到，再按标准方式查找。如果程序中要包含的是用户自己编写的文件，宜用双撇号形式。

对于系统提供的头文件，既可以用尖括号形式，也可以用双撇号形式，都能找到被包含的文件，但显然用尖括号形式更直截了当，效率更高。
关于C++标准库

在C++编译系统中，提供了许多系统函数和宏定义，而对函数的声明则分别存放在不同的头文件中。如果要调用某一个函数，就必须用#include命令将有关的头文件包含进来。C++的库除了保留C的大部分系统函数和宏定义外，还增加了预定义的模板和类。但是不同C++库的内容不完全相同，由各C++编译系统自行决定。不久前推出的C++标准将库的建设也纳入标准，规范化了C++标准库，以便使C++程序能够在不同的C++平台上工作，便于互相移植。新的C++标准库中的头文件一般不再包括后缀.h，例如：

  #include <string>

但为了使大批已有的C程序能继续使用，许多C++编译系统保留了C的头文件，即提供两种不同的头文件，由程序设计者选用。如：

  #include <iostream.h> //C形式的头文件
  #include <iostream> //C++形式的头文件

效果基本上是一样的。建议尽量用符合C++标准的形式，即在包含C++头文件时一般不用后缀。如果用户自己编写头文件，可以用.h为后缀。

C++条件编译#ifdef #else
一般情况下，在进行编译时对源程序中的每一行都要编译。但是有时希望程序中某一部分内容只在满足一定条件时才进行编译，也就是指定对程序中的一部分内容进行编译的条件。如果不满足这个条件，就不编译这部分内容。这就是“条件编译”。

有时，希望当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。

条件编译命令常用的有以下形式：
1) #ifdef 标识符
    程序段1
#else
    程序段2
#endif

它的作用是当所指定的标识符已经被#define命令定义过，则在程序编译阶段只编译程序段1，否则编译程序段2。#endif用来限定#ifdef命令的范围。其中#else部分也可以没有。

2) #if 表达式
    程序段1
#else
    程序段2
#endif

它的作用是当指定的表达式值为真（非零）时就编译程序段1，否则编译程序段2。可以事先给定一定条件，使程序在不同的条件下执行不同的功能。

【例】在调试程序时，常常希望输出一些所需的信息，而在调试完成后不再输出这些信息，可以在源程序中插入条件编译段。下面是一个简单的示例。

#include <iostream>
using namespace std;
#define RUN //在调试程序时使之成为注释行
int main( )
{
  int x=1, y=2, z=3;
  #ifndef RUN //本行为条件编译命令
  cout<<"x="<<x<<", y="<<y<<", z="<<z<<"\n"; //在调试程序时需要输出这些信息
  #endif //本行为条件编译命令
  cout<<"x*y*z="<<x*y*z<<endl;
}

第3行用#define命令的目的不在于用RUN代表一个字符串，而只是表示已定义过RUN，因此RUN后面写什么字符串都无所谓，甚至可以不写字符串。在调试程序时去掉第3行（或在行首加//，使之成为注释行），由于无此行，故未对RUN定义，第6行据此决定编译第7行，运行时输出x，y，z的值，以便用户分析有关变量当前的值。运行程序输出：

  x=1, y=2, z=3
  x*y*z=6

在调试完成后，在运行之前，加上第3行，重新编译，由于此时RUN已被定义过，则该cout语句不被编译，因此在运行时不再输出x，y，z的值。运行情况为：

x*y*z=6