C++ - 头文件基础（常用标准库头文件、自定义头文件、头文件引入方式、防止头文件重复包含机制）

一、头文件

1. 在 C++ 中，头文件（.h）用于函数声明、类定义、宏定义等等

2. 在 Visual Studio 中，头文件通常放在头文件目录中，头文件实现通常放在源文件目录中

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二、常用标准库头文件

1、输入输出

• <iostream> 标准输入输出流

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

	cout << "Hello World" << endl;

	return 0;
}

2、容器

1. <string> 字符串处理

#include <string>

using namespace std;

int main() {

	string s = "Hello World";

	return 0;
}

2. <vector> 动态数组

#include <vector>

using namespace std;

int main() {

	vector<int> nums = { 1, 2, 3 };

	return 0;
}

3、多线程

• <thread> 线程支持

#include <iostream>
#include <thread>

using namespace std;

void threadFunction() {
	std::cout << "Hello Thread" << endl;
}

int main() {

	thread t(threadFunction);

	t.join();

	return 0;
}

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三、自定义头文件

1. 头文件 math_utils.h

#pragma once

#include <iostream>

namespace math {

	int square(int x);

	void printSquare(int x);
}

2. 头文件实现 math_utils.cpp

#include "math_utils.h"

namespace math {

    int square(int x) {
        return x * x;
    }

    void printSquare(int x) {
        std::cout << "Square of " << x << " is " << square(x) << std::endl;
    }
}

3. 测试代码 math_utils_test.cpp

#include "math_utils.h"
#include <iostream>

int main() {
	
	std::cout << math::square(5) << std::endl;
	math::printSquare(4);

	return 0;
}

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四、头文件引入方式

1、使用双引号

#include "math_utils.h"

1. 首先，编译器在当前源文件所在目录搜索

2. 然后，编译器在指定的包含路径中搜索（例如，-I 选项指定的路径）

3. 最后，编译器在标准系统包含路径中搜索

4. 这种方式通常用于包含用户自定义的头文件

2、使用尖括号

#include <iostream>

1. 编译器不会在当前目录搜索

2. 编译器直接在标准系统包含路径中搜索

3. 这种方式通常用于包含标准库头文件

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五、防止头文件重复包含机制

1、基本介绍

1. #pragma once 是 C++ 中用于防止头文件重复包含的编译器指令

2. 拿 #include "math_utils.h" 这行代码来举例，重复包含就是写了多次这行代码

3. 头文件使用 #pragma once 后，当编译器首次包含头文件时，会记录该头文件的唯一标识（完整路径）

4. 后续再遇到相同的包含头文件时，编译器会直接跳过其内容

5. #pragma once 是传统头文件保护宏（#ifndef / #define /#endif）的现代替代方案

2、演示

（1）未防止重复包含

1. 头文件 math_utils.h，未添加 #pragma once

int globalVar = 10;

2. 测试代码 my_header_test.cpp，重复包含了头文件

#include "my_header.h"
#include "my_header.h"

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

	cout << globalVar << endl;

	return 0;
}

# 输出结果

C2374	“globalVar”: 重定义；多次初始化	

（2）防止重复包含

1. 头文件 math_utils.h，添加了 #pragma once

int globalVar = 10;

2. 测试代码 my_header_test.cpp，重复包含了头文件

#include "my_header.h"
#include "my_header.h"

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

	cout << globalVar << endl;

	return 0;
}

# 输出结果

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