Бьерн Страуструп - Язык программирования С++. Главы 2-4 - Множественные заголовочные файлы

4.3.2 Множественные заголовочные файлы

Разбиение программы в расчете на один заголовочный файл больше подходит для небольших программ, отдельные части которых не имеют самостоятельного назначения. Для таких программ допустимо, что по заголовочному файлу нельзя определить, чьи описания там находятся и по какой причине. Здесь могут помочь только комментарии.

Возможно альтернативное решение: пусть каждая часть программы имеет свой заголовочный файл, в котором определяются средства, предоставляемые другим частям. Теперь для каждого файла .c будет свой файл .h, определяющий, что может предоставить первый. Каждый файл .c будет включать как свой файл .h, так и некоторые другие файлы .h, исходя из своих потребностей.

Попробуем использовать такую организацию программы для калькулятора. Заметим, что функция error() нужна практически во всех функциях программы, а сама использует только <iostream.h>. Такая ситуация типична для функций, обрабатывающих ошибки.

Следует отделить ее от файла main.c:

          // error.h: обработка ошибок

          extern int no_of_errors;

          extern double error(const char* s);

          // error.c

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

          int no_of_errors;

          double error(const char* s) { /* ... */ }

При таком подходе к разбиению программы каждую пару файлов .c
и .h можно рассматривать как модуль, в котором файл .h задает его интерфейс, а файл .c определяет его реализацию.

Таблица имен не зависит ни от каких частей калькулятора, кроме части обработки ошибок. Теперь этот факт можно выразить явно:

          // table.h: описание таблицы имен

          struct name {
             char* string;
             name* next;
             double value;
          };

          extern name* look(const char* p, int ins = 0);
          inline name* insert(const char* s) { return look(s,1); }

          // table.h: определение таблицы имен

          #include "error.h"
          #include <string.h>
          #include "table.h"

          const int TBLSZ = 23;
          name* table[TBLSZ];

          name* look(const char* p, int ins) { /* ... */ }

Заметьте, что теперь описания строковых функций берутся из включаемого файла <string.h>. Тем самым удален еще один источник ошибок.

         // lex.h: описания для ввода и лексического анализа

         enum token_value {
           NAME,       NUMBER,        END,
           PLUS='+',   MINUS='-',     MUL='*',
           PRINT=';',  ASSIGN='=',    LP='(',   RP= ')'
        };

        extern token_value curr_tok;
        extern double number_value;
        extern char name_string[256];

        extern token_value get_token();

Интерфейс с лексическим анализатором достаточно запутанный. Поскольку недостаточно соответствующих типов для лексем, пользователю функции get_token() предоставляются те же буферы number_value и name_string, с которыми работает сам лексический анализатор.

        // lex.c: определения для ввода и лексического анализа

        #include <iostream.h>
        #include <ctype.h>
        #include "error.h"
        #include "lex.h"

        token_value curr_tok;
        double number_value;
        char name_string[256];

        token_value get_token() { /* ... */ }

Интерфейс с синтаксическим анализатором определен четко:

        // syn.h: описания для синтаксического анализа и вычислений

        extern double expr();
        extern double term();
        extern double prim();

        // syn.c: определения для синтаксического анализа и вычислений

        #include "error.h"
        #include "lex.h"
        #include "syn.h"

        double prim() { /* ... */ }
        double term() { /* ... */ }
        double expr() { /* ... */ }

Как обычно, определение основной программы тривиально:

        // main.c: основная программа

        #include <iostream.h>
        #include "error.h"
        #include "lex.h"
        #include "syn.h"
        #include "table.h"

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

Какое число заголовочных файлов следует использовать для данной программы зависит от многих факторов. Большинство их определяется способом обработки файлов именно в вашей системе, а не собственно в С++. Например, если ваш редактор не может работать одновременно с несколькими файлами, диалоговая обработка нескольких заголовочных файлов затрудняется. Другой пример: может оказаться, что открытие и чтение 10 файлов по 50 строк каждый занимает существенно больше времени, чем открытие и чтение одного файла из 500 строк. В результате придется хорошенько подумать, прежде чем разбивать небольшую программу, используя множественные заголовочные файлы. Предостережение: обычно можно управиться с множеством, состоящим примерно из 10 заголовочных файлов (плюс стандартные заголовочные файлы). Если же вы будете разбивать программу на минимальные логические единицы с заголовочными файлами (например, создавая для каждой структуры свой заголовочный файл), то можете очень легко получить неуправляемое множество из сотен заголовочных файлов.