C++ 入門指南
單元 13 - 設計專屬的標頭檔
本書已有新版，請參考 C++ 入門指南 4.01 - 單元 13 - 設計專屬的標頭檔
標頭檔 (header file) 的目的在於組織程式原始碼 (source code) 檔案，類別 (class) 、函數 (function) 、常數 (constant) 或特定識別名稱的宣告 (declaration) 都放進標頭檔中，實作則放進實作的程式碼檔案裡
program.cpp → program.h
C++ 程式檔案的副檔名為 .cpp ，標頭檔的副檔名則是 .h 。
為什麼要這麼區分呢？因為標頭檔代表的是程式與程式間的介面 (interface) ，通常已經開發完成的程式只需要看介面就能獲悉如何使用，不需要在乎實際實作的細節，畢竟知道怎麼用就夠了，好不好用則是另外一回事囉！
就另一方面來說，這樣也比較容易維護程式碼，因為使用開發好的程式用前置處理指令 #include 進來就行了。簡單說，就是把介面跟實作分開，介面無須在每一次測試後都連同修改，有需要修正的地方只需要修正實作的部份即可。
我們以目前的 Demo 類別當例子，介紹如何切割介面與實作。首先， Demo 類別的宣告放進 class_demo4.h 內
// Demo 類別的標頭檔，僅有 Demo 類別的宣告
class Demo {
// 宣告 public 的成員
public:
Demo();
Demo(int);
Demo(int, int);
void set_a(int);
void set_b(int);
int get_a();
int get_b();
int do_something();
// 宣告 private 的成員
private:
int a;
int b;
};
/* 《程式語言教學誌》的範例程式
http://kaiching.org/
檔名：class_demo4.h
功能：示範定義標頭檔
作者：張凱慶 */
實作放到相同檔名的 class_demo4.cpp 中
// 須引進標頭檔
#include "class_demo4.h"
// 沒有參數的建構函數
Demo::Demo() {
set_a(1);
set_b(1);
}
// 一個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1) {
set_a(n1);
set_b(n1);
}
// 兩個參數的建構函數
Demo::Demo(int n1, int n2) {
set_a(n1);
set_b(n2);
}
int Demo::do_something() {
// 改成呼叫 getter 成員函數
return get_a() + get_b();
}
// setter 與 getter 成員函數
void Demo::set_a(int n) {
a = n;
}
void Demo::set_b(int n) {
b = n;
}
int Demo::get_a() {
return a;
}
int Demo::get_b() {
return b;
}
/* 《程式語言教學誌》的範例程式
http://kaiching.org/
檔名：class_demo4.cpp
功能：示範定義實作檔
作者：張凱慶 */
注意這裡用雙引號引入 class_demo4.h ，角括弧用在標準程式庫 (standard library) ，至於自己設計的標頭檔則是用雙引號
// 須引進標頭檔
#include "class_demo4.h"
class_demo4.cpp 中並沒有 main() ，因此我們需要另外設計一個包含 main() 的 .cpp 檔案
#include
// 須引進標頭檔
#include "class_demo4.h"
using namespace std;
int main(void) {
Demo t1;
Demo t2(12);
Demo t3(13, 24);
cout << endl;
cout << t1.do_something() << endl;
cout << t2.do_something() << endl;
cout << t3.do_something() << endl;
cout << endl;
return 0;
}
/* 《程式語言教學誌》的範例程式
http://kaiching.org/
檔名：class_demo5.cpp
功能：示範定義實作檔
作者：張凱慶 */
classdemo5.cpp 同樣需要引入 classdemo4.h ，不然編譯器 (compiler) 會不認識 Demo 的名稱唷！
編譯時要把 classdemo4.cpp 與 classdemo5.cpp 放在一起編譯，這裡切換到 TERMINAL 頁籤，改成直接下編譯指令編譯，編譯執行結果如下
由於 Visual Studio Code 的 Code Runner 預設只編譯執行一個程式檔案，這裡需要把兩個程式檔案放在一起編譯，切換到 TERMINAL 比較方便，之後也需要利用 TERMINAL 編譯執行。
C++ 的程式基本認識大抵介紹到這裡，接下來，我們要發展一個編密碼的 Encrypt 類別，藉以介紹更多利用 C++ 開發軟體的概念。
相關教學影片
第四堂課導覽 ⇨ YouTube 頁面連結
前置處理器與巨集 ⇨ YouTube 頁面連結
第四堂課舉一反三 ⇨ YouTube 頁面連結
中英文術語對照
標頭檔
header file
原始碼
source code
類別
class
函數
function
常數
constant
宣告
declaration
介面
interface
標準程式庫
standard library
編譯器
compiler
重點整理
1. 標頭檔用來宣告類別、函數、常數或其他識別名稱。
2. C++ 程式檔案的副檔名為 .cpp ，標頭檔的副檔名則是 .h 。
3. 若定義類別的程式中沒有 main() ，就需要另一個有 main() 的 .cpp 程式來執行測試。
問題與討論
1. 為什麼要額外定義標頭檔？標頭檔的用途為何？
2. 程式中的介面跟實作有什麼不同？為什麼要把介面跟實作分開？
3. 引進標準程式庫和自行定義的標頭檔，兩者的方式有差異嗎？
練習
1. 寫一個程式 exercise1301.cpp 與 exercise1301.h ，利用 exercise1201.cpp 設計的 IntegerDemo ，將介面與實作分開。
2. 寫一個程式 exercise1302.cpp 與 exercise1302.h ，利用 exercise1202.cpp 計算階層值的類別，將介面與實作分開。
3. 寫一個程式 exercise1303.cpp 與 exercise1303.h ，利用 exercise1203.cpp 計算費氏數列的類別，將介面與實作分開。
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