如何将头文件编译成可执行文件？

Question

当你从C标准库或C ++ STL中包含一个头文件（.h，.hpp，.hh，.hxx扩展名）时（或者甚至包括像windows.h这样的Microsoft的大文件），并使用只有一定数量的函数，整个文件是否为二进制文件并被复制到可执行文件中，或者只是正在使用的特定相关函数变成了二进制文件？

如果正在复制整个文件（这就是我认为实际发生的事情，因为windows.h具有宏定义以减少冗余;例如WIN32_LEAN_AND_MEAN - 为什么会这样发生？为什么#include预处理程序命令只复制已使用的函数（以及这些函数在后台使用的其他函数）？它不是更具成本效益吗？

如果只复制相关功能 - 为什么我们首先要做头部包含？为什么我们不需要在需要时使用和编译大量函数，例如PHP等解释语言（以及Python中的某些情况）。如果只是因为“C和C ++已经老了并且已经标准化”，为什么不在他们的新版本中做呢？或者至少现代编译器允许它（我们已经看到编译器弯曲老化语言以支持现代开发人员的情况）？

Answer 1

头文件只告诉编译器外部函数和变量是什么类型，定义宏，类型等。没有任何东西被复制。在链接器阶段，将链接源文件中引用的任何函数和变量（所谓的外部符号）。

如果在程序中包含stdio.h并使用printf，编译器会将printf作为“未解析”符号添加到目标文件中，然后链接器将尝试在您明确的目标文件中找到名为printf的函数链接，或在配置为搜索的库中。

如前所述，#include文件和将该文件的内容复制到源文件之间没有真正的区别。如果包含的文件包含函数或数据定义（不仅仅是声明），那么这些DO将成为目标文件的一部分。

Answer 2

将编译整个标题（除了受#if，#ifdef等保护的部分，以防止它。）

由于通常在C中完成，所以标头仅包含声明而不是定义，但宏除外。因此，编译头文件主要是将名称放入编译器的符号表中，而不产生任何代码。

在C ++中，标题通常包含实际定义，尤其是在使用模板时。在这种情况下，标题可以包含许多内联函数定义以及类定义和各种声明。

这并不意味着整个内容最终会在最终的可执行文件中结束。现代链接器可以很好地合并同一对象/函数的多个定义，并消除未使用的部分。

像<{1}}这样的宏是为了改善编译时间而发明的。它们通常对最终可执行文件的大小影响很小或没有影响。

Answer 3

编译器不直接读取头文件，而是由预处理器读取头文件，基本上将其直接复制到#include指令的位置。

由于大多数头文件不包含任何实际代码，只包含声明和宏，因此实际上并没有将这些头文件放入可执行文件中。预处理器解析所有宏和递归#include指令。剩下的编译器是声明，类型别名（typedef声明）以及更多声明。声明实际上并不生成任何代码，它们仅在解析和生成实际代码时由编译器用于其内部状态。

您可能想了解the C preprocessor。

Answer 4

根据我的经验，头文件几乎与文件大小无关，因为几乎所有操作系统都内置了c或c ++，因此没有必要复制二进制文件。

标题对文件大小有影响的唯一情况是它是您创建的文件大小。 WIN32_LEAN_AND_MEAN用于排除几乎从不在头文件中使用的服务。

如果您想了解更多信息，我也发现了other Stack Overflow article.

Answer 5

此链接是关于make文件编写的： http://www.cs.bu.edu/teaching/cpp/writing-makefiles/ 这个链接描述了h。文件使用： Why have header files and .cpp files in C++?