关于头文件是否参与编译的讨论

一、文章来由

写项目的时候发现了这个问题，又是一个比较底层的问题，首先说明，这篇文章只是我根据查阅的资料和做的实验提出的一个讨论，并不一定就是正确答案。因为这个问题网上众说纷纭，我很欢迎大家参与这个讨论，一起搞懂这个问题~~~

二、问题的提出

问题就是。。。

2.1 问题1（主问题）：

头文件是否真正参与编译？

先上一个网上的标准答案：

.h的内容被插入到.c中，作为.c的内容被编译。.h文件本身不直接参加编译。

据我理解，这句话就是说明了头文件不直接参与编译，是作为一个插入来理解。

也就是说：

是要编译的，只不过这些头文件是预编译的。每个源文件包涵的头文件都会被预编译包含到源文件中去。

这样就又牵出来三个子问题~~

2.2 问题2：

预编译是什么？

网上的答案大致理解为类似复制粘贴的操作，这样理解是有理由的，因为

（1）头文件不一定是 .h 文件，可以是任意类型

（2）头文件可以定义一些很奇怪的东西，见下面的代码

// testheadcompile.h
1, 2, 3, 4, 5

//main.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a[] = {
        #include "testheadcompile.h"
    };

    cout<<a[1]<<endl;
    return 0;
}

分析：
这段代码可以说是真的变态，因为头文件写在了函数体内，这么说的确就像是一个复制粘贴，关键是可以跑出结果，我在vs2012 release模式下，结果如下：

而且还被360误认为是木马。。。

于是我这样认为：如果需要什么东西（变量或者方法）的时候，就直接可以像利用 #define 一样用 #include 了？而且#include，有井号本身就是宏的写法~~

但是发现，把 include 像上面一样写在方法体内，定义变量可以，函数不行，否则会报“本地函数定义是非法的”的错，但如果 include 在开头，就可以正常使用函数。这又是一个预处理的典型代表，说明了在函数里面定义了函数~~~

2.3 问题3：

既然上面说是预编译，或者说是单纯的复制，那么那些没有实现的函数预编译？编译？链接的时候编译器怎么做的？那些实现了，在整个过程没有用到的函数呢？？？

这个问题，我是这样看的：

所有的编译都是单独的，没有实现的函数，就没有单独实现的编译，如果用到了，找不到实现体，就会报链接错误，也就是vs里面常见的“fatal error LNKXXX: N 个无法解析的外部命令”。。。

而对于头文件的作用仅仅是为了在编译的时候告诉编译器，这里如果用到一些其他文件的东西，我实现了，编译别报错！

所以这么说，实现了，但在整个过程没有用到的函数，是编译了的，但没有被链接进最后的可执行文件。（可能有不对的地方，欢迎指正）

2.4 问题4：

既然说没有参与编译，只是参与预编译，但是可以在头文件里面定义函数，又如何解释？

首先我来回答一下这个问题，个人感觉是参与编译的，但是是头文件被包含到源文件进行编译，也就是说编译器只会编译源文件，不被包含的头文件是没有存在的意义的，因为我故意把头文件写错，然后这样报错。。。

刚刚测试发现了一个现象，没有cpp文件，vs也可以编译，我怀疑在编译的时候，是有一个大的包含，即使main函数写在头文件，也可以正常执行。