面试题：C++ 中头文件和实现文件编译过程的基础理解

头文件：
- 预处理：头文件在预处理阶段被处理。预处理器会将头文件的内容包含到包含它的源文件中（通过 #include 指令）。例如，#include "header.h" 会将 header.h 的内容插入到该行所在位置。它还会处理头文件中的预处理指令，如 #define、#ifdef 等。
- 不单独编译：头文件本身并不直接参与编译，而是被包含进源文件后，随着源文件一起进入后续编译步骤。
实现文件：
- 预处理：与头文件类似，实现文件（如 .cpp 文件）首先经过预处理阶段。预处理器处理 #include 指令，将相关头文件内容包含进来，同时处理其他预处理指令。
- 编译：编译器将预处理后的代码翻译成目标机器的汇编代码。它会检查语法错误，进行类型检查等。例如，对于函数调用，编译器会检查函数声明是否存在，参数类型是否匹配等。
- 汇编：汇编器将汇编代码转换为目标机器的机器码（目标文件，通常为 .obj 或 .o 文件）。
- 链接：链接器将多个目标文件（包括实现文件生成的目标文件以及可能用到的库文件）链接在一起，解析外部符号引用，生成可执行文件或库文件。例如，如果一个函数在一个源文件中声明，在另一个源文件中定义，链接器会将它们正确关联起来。

依赖关系：实现文件通常依赖头文件来获取函数声明、类型定义等信息。例如，一个 cpp 文件中调用某个函数，该函数的声明一般在头文件中，通过 #include 头文件，cpp 文件才能知道如何正确调用这个函数。
信息共享：头文件为多个实现文件提供共享的声明和定义信息，保证了不同实现文件对同一类型、函数等的认知一致。例如，多个 cpp 文件可能都需要使用某个自定义结构体，这个结构体定义在头文件中，各 cpp 文件通过包含该头文件来使用它。

#ifndef、#define 和 #endif 一起构成了头文件保护符（也叫头文件卫士）。

防止重复包含：假设一个项目中有多个源文件都包含同一个头文件，如果没有头文件保护符，在预处理时，该头文件的内容会被多次插入到不同源文件中，导致重复定义错误。例如，头文件中定义了一个全局变量或一个结构体，如果多次包含，编译器会认为有多个相同定义，从而报错。
#ifndef：意思是 “如果没有定义”，它检查后面跟着的宏是否已经被定义。例如 #ifndef HEADER_FILE_NAME_H，它检查 HEADER_FILE_NAME_H 这个宏是否已经被定义。
#define：如果 #ifndef 检查到宏未定义，就会执行 #define 指令，定义这个宏。如 #define HEADER_FILE_NAME_H，这样就定义了 HEADER_FILE_NAME_H 宏。
#endif：表示头文件保护符的结束。在 #ifndef 和 #endif 之间的内容，在宏未定义时会被处理，一旦宏被定义，再次遇到这个头文件包含时，#ifndef 检查为假，#ifndef 和 #endif 之间的内容就不会被再次处理，从而避免了重复包含带来的问题。

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