首先声明，本文例子只是为了帮助说明函数原型和全局变量。

一个例子引入问题

考虑初学者经常见到的一个简单的问题：从控制台输入10个数字，把他们排序后再输出去。为了看代码轻松一点，决定按照功能把不同代码放到不同文件中去，整个工程由3个cpp构成，分别是：

• main.cpp 主程序
• sort.cpp 排序程序
• inout.cpp 输入输出程序

为了方便设计，决定把输入输出的数放在全局变量数组中，有了这些前提后，可以得出3个cpp文件内容分别是：

inout.cpp

#includeusing namespace std;
int number[10];
void input()
{

int i; for(i = 0 ; i < 10 ; i ++) {

cin >> number[i];

}

}
void output()
{

int i; for(i = 0 ; i < 10 ; i++) {

cout << number[i] << endl;

}

}

sort.cpp

void swap(int& a,int &b)
{

a = a+b; b = a - b; a = a- b;

}
void sort()
{

int i,j; for(i = 0 ; i < 9 ; i ++) {

for(j = i ; j < 9 - i; j ++) {

if(number[j] > number[j+1]) {

swap(number[j],number[j+1]);

}

}

}

}

main.cpp

int main(int argc, char* argv[])
{

input(); sort(); output(); return 0;

}

函数原型和全局变量声明

对于前面这个C++语言程序来说，编译过程是这样的，编译器首先依次编译main.cpp、sort.cpp和inout.cpp，得到三个obj文件，然后再调用link程序把这三个obj文件链接成为一个可执行程序。

问题就在这，C++/C语言是一个强类型语言，语言在编译时必须了解它涉及到的每个元素的定义。例如在main函数中，调用了sort、 input和output函数，但是编译器在编译这个cpp文件时，它不知道要到哪儿找这些函数的定义，这样它就无法编译这个cpp文件了。如果把所有的代码都放在一个cpp文件中，对于这么简单的问题当然可以，但是对于复杂的问题，这个cpp文件就过于庞大了。为了简化cpp文件， C语言允许程序设计者通过函数原型(prototype)在引用函数的地方声明函数原型，函数原型的格式和函数头（也就是{}前面的东西）必须完全一致。例如，上面三个函数的函数原型分别是：

 void input();void sort();void output();

更一般的情况，函数定义可能是：

DECORATION1 RETURNTYPE DECORATION2 FunctionName(param list) DECORATION3

其中DECORATION1,DECORATION2和DECORATION3是函数的修饰，说明函数的调用约定、是否是dll中的导出函数、属于哪个类等信息。 RETURNTYPE是函数的返回类型，param list是函数的形参表，FunctionName是函数的名字。那么函数原型必须忠实于函数的定义，一般情况下，都是在函数定义处直接把函数头部分拷贝并复制过去，成为函数原型。

一个特例是定义在扩展名为C的文件中的函数不能这样复制。由于C++有函数重载的要求，为了区分重载后的函数，编译器会在函数的名字前后加上一些特殊的字符来表示函数。但是对于定义在.C文件中的函数，由于没有重载机制，因此不存在这种修改。如果对于C语言的函数也如前面这样修改，则可能会出现链接不成功的情况。为了能正确链接，对于C语言的函数，必须如下声明函数原型：

extern "C" {

DECORATION1 RETURNTYPE DECORATION2 FunctionName(param list) DECORATION3

};

如果函数被引用的很少，那么这些定义就足够了，但是很多函数都是被多个文件引用的，这样就比较麻烦了。为了简化，函数的原型一般都放在头文件中，再在使用这个函数的cpp文件中#include这个头文件。由于#include一个头文件在编译时就相当于把这个头文件插入到对应的源文件，因此这样编译也没有问题的。因此前面这个sort.cpp和inout.cpp可以分别建立头文件如下：

sort.h

void sort();

inout.h

void input();
void output();

对于.C文件中定义的函数，如果在头文件中声明函数原型，就有一个问题：这个头文件不知道是在C语言中被包含还是在C++语言中被包含，好在C++编译器会定义一个宏__cplusplus，因此对于这种函数必须如下处理：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
这儿增加函数原型声明
#ifdef __cplusplus
};
#endif

对于全局变量存在和函数一样的问题，为了在其他CPP文件中能够访问这些变量，必须在h文件中加上extern声明，格式如下：

extern varibletype var;

其中varibletype var必须和变量定义完全一致，对于本文中的number数组，这种声明就变成：

extern int number[10];

有些初学者为了能在多个CPP文件中使用函数和全局变量，喜欢在h文件中定义他们，这样将导致这个头文件每被包含依次，函数或变量就被重新定义一次，最终链接时会导致重定义错误。

Guard Macro

当在头文件中声明类型和常量时，如果头文件在一个cpp中被多次直接或者间接包含，将导致这些常量或者类型出现重定义，为此需要使用一种被称为Guard macro的技术来保证不出错。在一个头文件开头加上

#ifndef   _MACRO_1_
#define   _MACRO_1_

在文件末尾增加

#endif

当编译器编译时，它首先检查是否定义了宏 _MACRO_1_，如果定义则不处理，否则将定义这个宏。这样当第二次包含这个文件时，这个宏必然已经被定义，就不会出现重复定义了。

注意，这里 _MACRO_1_只是guard macro的一个例子，在一个工程中，每个头文件都应该使用一个guard macro，并且这个宏对于不同文件应该是彼此不同的。我习惯定义的宏都是文件名的前面后面各加两个下划线构成guard macro，如sort.h的macro一般是

__SORT_H__

当然，到底怎么定义宏，则依设计者的习惯和高兴了。

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