C++中头文件的概念与基本编写方法
1标准库中的头文件
C++标准库中的一切内容都被放在名字空间std中（名字空间中的内容对外是不可见的），但是带来了一个新问题，无数现有的C++代码都依赖于使用了多年的伪标准库中的功能，如声明在<iostream.h>等头文件中的功能，使用std包装标准库导致现有代码的不可用，为了兼容这种情况，标准委员会为包装了std的那部分标准库创建了新的头文件，新的头文件的文件名与旧的一样，只是没有.h这个后缀，如<iostream.h>就变成了<iostream>。对于C头文件，采用同样的方法，但还在每个头文件名前加了字符c，如<string.h>就变成了<cstring>，<stdio.h>变成了<cstdio>。最好使用新的文件头，使用新的文件头的C++程序，需要使用usingnamespacestd或者usingnamespacestd::指定的类名，等方法来使需要的类对于我们的代码可视。
2自定义的头文件
为了防止头文件被重复引用，最好使用预处理定义，如下所示：
#ifndefMYHEAD_H #defineMYHEAD_H ……//头文件中的内容 #endif
（1）#ifndef:
指示符#ifndef用来检查头文件的内容是否在前面已经被定义过,如果定义过,则#ifndef与#endif之间的语句将不被执行.所以习惯上要把头文件的定义写在这两个语句之间.
如:对于MYHEAD.H这个头文件
#ifndefMYHEAD_H #defineMYHEAD_H #include"myhead.h" ...... #endif
（2）#ifdef
指示符#ifdef常常被用来判断一个预处理器常量是否已被定义，以便有条件地包含程序代码。
如：
intmain()
{
#ifdefDEBUG
cout<<"Beginningexecutionofmain()\n";
#endif
stringword;
vector<string>text;
while(cin>>word)
{
#ifdefDEBUG
cout<<"wordread:"<<word<<"\n";
#endif
text.push_back(word);
}
//.....}
在此程序中，如果定义了DEBUG，则其中包含的两个语句都将被执行，如果没有定义，则其中的两个输出语句不被执行。
3预处理相关知识
（1）#ifdef：判断一个预处理常量是否被定义，如#infefDEGUG
（2）#ifndef：判断一个预处理常量是否没被定义
（3）#define：定义一个预处理常量，如#defineDEBUG
（4）#include
（5）#endif
（6）对预处理常量的定义还可以在编译时进行，如CC–DDEBUGmain.c
（7）编译C++程序时，编译器自动定义了一个预处理器名字__cplusplus（注意前面有两个下划线），因此可以根据这个来判断该程序是否是C++程序，以便有条件地包含一些代码，如：
#ifndefMYHEAD_H
#defineMYHEAD_H
#ifdef__cplusplus
extern"C"{
#endif
intDMpostprocessing();
#ifdef__cplusplus
}
#endif
#endif
（8）在编译C程序时，编译器会自动定义预处理常量__STDC__。当然__cplusplus和__STDC__不会同时被定义；
（9）另外两个比较有用的预定义常量是__LINE__（记录文件已经被编译的行数）和__FILE__（包含正在被编译的文件名称）。使用如下：
if(element_count==0) cerr<<"Error:"<<__FILE__ <<":line"<<__LINE__ <<"element_countmustbenon-zero.\n";
（10）__DATE__：编译日期，当前被编译文件的编译日期
（11）__TIME__：编译时间，当前被编译文件的编译时间
格式如：hh:mm:ss
08:17:05 Oct312006
（12）C库头文件的C++名字总是以字母C开头，后面去掉.h，如assert.h在C++中为cassert；
assert()是C语言标准库中提供的一个通用预处理器宏。常用其来判断一个必需的前提条件，以便程序能够正确执行。与其关联的头文件是：#include<assert.h>
如：
assert(filename!=0);
表示：如果后面的程序能够正确执行，需要filename不为0,如是条件为假，即其等于0,断言失败，则程序将输出诊断消息，然后终止。
其c++名字是：cassert
C库头文件的C++名字总是以字母C开头
注：在C++中使用C标准库中的头文件时，一定要使用usingnamespacestd;来使其处在一个名字空间中，才能正确使用
（13）在C++中头文件后缀各不相同，因此标准的C++头文件没有指定后缀
4C++中的文件输入输出
头文件：#include<fstream>
使用文件输入输出实例：
#include<fstream>
//为了打开一个输出文件，先声明一个ofstream类型的对象：
ofstreamoutfile("name-of-file");
//为了测试是否已经成功打开了一个文件，如下判断：
//如文件不能打开值为false
if(!outfile)
cerr<<"Sorry!Wewereunabletoopenthefile!\n";
//为了打开一个输入文件，先声明一个ifstream类型的对象：
ifstreaminfile("nameoffile");
if(!infile)
cerr<<"Sorry!Wewereunabletoopenthefile!\n";
一个简单程序：
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
intmain()
{
ofstreamoutfile("out_file");
ifstreaminfile("in_file");
if(!infile){
cerr<<"error:unabletoopeninputfile!\n";
return-1;
}
if(!outfile){
cerr<<"error:unabletoopenoutputfile!\n";
return-2;
}
stringword;
while(infile>>word)
outfile<<word<<'';
return0;
}
头文件里有些什么？
头文件的使用主要体现在两个方面，一个是重（音chóng）用（即多次使用），另一个是共用。
那些提供标准库函数的头文件就是为了重用。很多程序或工程可能会用到这些标准库函数，把它们写在头文件里面，每次使用的时候只需要包含已经完成的头文件就可以了。
头文件的共用主要体现在C++的多文件结构中。由于目前的程序规模较小，尚不需要用到多文件结构，所以在此对头文件的共用不作展开。有兴趣的读者可以查阅相关书籍。
那么，如果我们要自己编写一个可以重用的头文件，里面应该写些什么呢？
类似于标准库函数，我们在头文件里面应该模块化地给出一些函数或功能。另外还应该包括独立实现这些函数或功能的常量、变量和类型的声明。
下面我们就来看一个头文件应用的实例：
//shape.h
#include"math.h"//在计算三角形面积时要用到正弦函数
constdoublepi=3.14159265358;//常量定义
structcircle//类型声明
{
doubler;
};
structsquare
{
doublea;
};
structrectangle
{
doublea,b;
};
structtriangle
{
doublea,b,c,alpha,beta,gamma;
};
doubleperimeter_of_circle(doubler)//函数定义
{
return2*pi*r;
}
doublearea_of_circle(doubler)
{
returnpi*r*r;
}
doubleperimeter_of_square(doublea)
{
return4*a;
}
doublearea_of_square(doublea)
{
returna*a;
}
doubleperimeter_of_rectangle(doublea,doubleb)
{
return2*(a+b);
}
doublearea_of_rectangle(doublea,doubleb)
{
returna*b;
}
doubleperimeter_of_triangle(doublea,doubleb,doublec)
{
returna+b+c;
}
doublearea_of_triangle(doublea,doubleb,doublegamma)
{
returnsin(gamma/180*pi)*a*b/2;
}
//main.cpp
#include"iostream.h"
#include"shape.h"//包含我们编写好的shape.h
intmain()
{
circlec={2};
squares={1};
rectangler={2,3};
trianglet={3,4,5,36.86989,53.13011,90};
cout<<"Perimeterofcircle"<<perimeter_of_circle(c.r)<<endl;
cout<<"Areaofsquare"<<area_of_square(s.a)<<endl;
cout<<"Perimeterofrectangle"<<perimeter_of_rectangle(r.a,r.b)<<endl;
cout<<"Areaoftriangle"<<area_of_triangle(t.b,t.c,t.alpha)<<endl;
return0;
}
运行结果：
Perimeterofcircle12.5664 Areaofsquare1 Perimeterofrectangle10 Areaoftriangle6
我们编写好了shape.h头文件，以后用到计算图形周长或面积的时候，就不需要重新编写函数了，只需要包含这个头文件就行了。