Зачем нужны прототипы в C++?

Question

[sddvxd]

Добрый день. Начал учить C++ после PHP и возникли некоторое вопросы:

1)Заголовочные файлы: в них собраны прототипы функций библиотек?(и все?)
2)Как компилятор находит нужные встроенные функции по прототипам если мы не включаем в cpp файл библиотеки а лишь подключаем заголовочный файл с помощью #include?
3)Я так понимаю прототипы в C++ нужны для того чтобы компилилось быстрее?
4)Заголовочные файлы представляют из себя уже откомпиленый код?(объектный)
5)Тот же вопрос что и в 4 только уже про библиотеки

Не спрашивайте зачем мне это надо знать просто буду крепче спать

Учу по книге, довольно хорошей (Стивен Прата) так что пожалуйста не отправляйте меня курить мануалы или идти дальше кодить на php и html, в этой книге нет ответов на мои вопросы

Answer 1

[jcmvbkbc]

1)Заголовочные файлы: в них собраны прототипы функций библиотек?(и все?)

Содержимое заголовочного файла просто подставляется в то место где написано #include. Поэтому туда можно поместить всё что угодно. Традиционно библиотеки помещают туда объявления классов, функций и глобальных переменных и определения макросов.

2)Как компилятор находит нужные встроенные функции по прототипам если мы не включаем в cpp файл библиотеки а лишь подключаем заголовочный файл с помощью #include?

Компилятор их не находит. Не его это работа. Он просто помещает в объектный код вызовы ссылающиеся на внешние символы. Во время линковки объектных файлов в исполняемый файл линковщик находит все вызванные функции в библиотеках которые ему передали для линковки.

3)Я так понимаю прототипы в C++ нужны для того чтобы компилилось быстрее?

Прототипы нужны чтобы компилировалось вообще. Нельзя вызвать функцию о которой неизвестно вообще ничего.

4)Заголовочные файлы представляют из себя уже откомпиленый код?(объектный)

Нет, это обыкновенные текстовые файлы с исходным кодом. Содержимое заголовочного файла просто подставляется в то место где написано #include. Открой один для интереса и почитай.

5)Тот же вопрос что и в 4 только уже про библиотеки

Да. Статическая библиотека -- это архив объектных файлов. Динамическая библиотека -- это собранные линковщиком вместе объектные файлы.

Comments

[sddvxd]

В ответ на первый вопрос: судя по вашему ответу заголовочные файлы включают в себя только прототипы всего и макросы. Т.е. линковщик судя по требуемым данным в заголовочных файлах подключает нужные библиотеки?
Например:

#include <math.h>
int main(void){
    return pow(20);
}

[jcmvbkbc]

Т.е. линковщик судя по требуемым данным в заголовочных файлах подключает нужные библиотеки?

Нет, сам по себе линковщик никакие библиотеки не добавляет. Если линковщик вызывается из компилятора, компилятор может проинструктировать его добавить библиотеки языка по умолчанию (libc/libstdc++). Либо же во вселенной microsoft есть прагма, помещающая в объектный файл запись о том, что требуется библиотека с таким-то именем, майкрософтовский линковщик эти записи понимает. В *nix такого нет и библиотеки (например -lm для примера с pow) нужно указывать явно.

[jcmvbkbc]

На самом деле может скомпилируется и без прототипов, но только потому что современные компиляторы такие умные.

Ну как оно скомпилируется без прототипов, если отсутствие объявления или определения к моменту вызова функции в С++ -- это ошибка.

Answer 2

[Максим Мосейчук]

1) В заголовочном файле могут быть объявлены типы данных, прототипы функций, само тело функции, шаблоны. Всё это может быть объявлено и в cpp.
2) Этим занимается линкер.
3) Это одна из причин. Вторая - разрешение проблем видимости.
Например попробуйте написать без прототипов взаимно рекурсивные функции.
4) Нет
5) Нет

Comments

[jcmvbkbc]

попробуйте написать без прототипов взаимно рекурсивные функции.

void f(void (*g)(void))
{
    g();
}
void g(void)
{
    f(g);
}

[jcmvbkbc]

5) Нет

А что такое библиотека?

[Максим Мосейчук]

jcmvbkbc, хидеры от библиотеки это не объектные файлы.

Библиотека -- это архив объектных файлов

А это верно только для статических библиотек. Да к тому же без хидеров они опять таки бесполезны.

В вашем примере прототип всё же есть. Но трюк хорош. Спасибо.

[jcmvbkbc]

хидеры от библиотеки это не объектные файлы.

fshp, вопрос-то не про хедеры был, а про библиотеки.

А это верно только для статических библиотек

Верно, "архив" -- это для статических библиотек. Но динамическая библиотека -- это всё равно собранный скомпилированный код, почему ваш ответ "нет"?

В вашем примере прототип всё же есть

это не прототип, это указатель на функцию, который по случайному совпадению называется так же как и функция.

[Максим Мосейчук]

jcmvbkbc,

Я понимаю, что это указатель на функцию. Однако в типе этого указателя имеется протопи функции, на которую он может указывать.

вопрос-то не про хедеры был, а про библиотеки.

Потому что библиотека в компилтайме без хидеров бесполезна (всякие трюки с таблицей экспортов в расчёт не берем). И говорить, что библиотека это только набор бинариков некорректно.

В рантайме имеет место речь лишь о динамических библиотеках.

[jcmvbkbc]

И говорить, что библиотека это только набор бинариков некорректно.

Мне показалось, что автор вопроса противопоставляет .h и .a (или .lib), вопрос 4 -- про .h, вопрос 5 -- про .a