C++先行編譯標頭檔

http://blog.csdn.net/btooth/article/details/980251

許多初學 VC 的朋友也許都為那麼一個問題困擾過：

    為什麼所有的 cpp 都必須 #include "stdafx.h"

    也許請教了別的高手之後，他們會告訴你，這是先行編譯頭，必須包含。可是，這到底
是為什麼呢。先行編譯頭有什麼用呢。

    這得從標頭檔的編譯原理講起。其實標頭檔並不神秘，它的全部作用，就是把自己的
所有內容直接“粘貼”到相應的 #include 語句處。如果不相信的話，不妨做個實驗，將
一個 cpp 中的所有 #include 語句刪掉，並將它包含的檔案粘貼到相應的位置，你會發
現，檔案的編譯和運行都完全沒有受到影響。其實，編譯器在編譯你的程式的時候，所做
的第一件事，也就是展開所有的 #include 語句和 #define 語句。

    標頭檔的出現，固然給書寫程式帶來了很大方便。可是到了 Windows 時代後，慢慢
就呈現出一些問題了。幾乎所有的 Windows 程式都必須包含 windows.h，而那個檔案卻
碩大無比，將它展開後往所有檔案中一粘貼，編譯的時候立刻慢得像只蝸牛。

    到了 MFC 時代後，情況更為惡劣了。畢竟 C 風格的 Windows 標頭檔裡麵包含的還
僅僅是函數定義和宏，編譯難度不算太大，而 MFC 庫裡面的標頭檔可都是類聲明啊。更
何況，一個最簡單的工程，都會產生大量的類，需要用到大量的函數。如果工程稍微複雜
一些，編譯難度可想而知。

    但是，人們驚奇地發現，雖然用到的標頭檔又多又雜，但是在一個工程中，總有那麼
一堆標頭檔，是幾乎所有 cpp 都必須包含的。那麼，可不可以把這些標頭檔提取出來，
只編譯一編，然後所有其它 cpp 就都能使用呢。沒錯，這就是先行編譯頭的思想都由來。

    實踐證明，使用了先行編譯頭技術後，編譯速度大大提高了。可以到你的工程目錄下的
Debug 或 Release 目錄中看一看，裡面有一個體積極為碩大的 .pch 檔案，那就是傳說
中的“編譯之後的先行編譯頭”。

    使用了先行編譯頭技術後，雖然帶來了極大地方便，但也造成了一個問題：由於它假定
先行編譯頭中包含過的標頭檔會在所有 cpp 中使用，因此它在編譯你的 cpp 的時候，就會
將先行編譯頭中已經編譯完的部分載入到記憶體中。如果它突然發現你的 cpp 居然沒有包含
先行編譯頭，它就會很鬱悶，因為它不知道該如何將已編譯完的部分從記憶體中請出去，整個
編譯過程就會失敗。

    因此，如果你使用了先行編譯頭技術，就必須在所有的 cpp 中包含先行編譯頭。MFC 工
程中為你建立了一個預設的先行編譯頭 stdafx.h，如果你願意，也可以在自己的工程中使
用其它檔案名稱作為你的先行編譯頭，如果你覺得有必要。
 

 

先行編譯標頭檔的使用  
關鍵字：先行編譯，/Yu，/Yc，/Yx
本文介紹VC6的先行編譯功能的使用，由於先行編譯詳細使用比較的複雜，這裡只介紹幾個最重要的先行編譯指令: /Yu, /Yc,/Yx,/Fp。其它的詳細資料可以參考:
      MSDN->Visual Studio D6.0Document -> Visual C++6.0 Document
         ->VC++ Programmer Guider ->Compiler and Linker
         ->Details->Creating Precompiled Header files

先行編譯頭的概念： 
所謂的先行編譯頭就是把一個工程中的那一部分代碼,預先編譯好放在一個檔案裡(通常是以.pch為副檔名的)，這個檔案就稱為先行編譯標頭檔這些預先編譯好的代碼可以是任何的C/C++代碼--------甚至是inline的函數，但是必須是穩定的，在工程開發的過程中不會被經常改變。如果這些代碼被修改，則需要重新編譯產生先行編譯標頭檔。注意產生先行編譯標頭檔是很耗時間的。同時你得注意先行編譯標頭檔通常很大，通常有6-7M大。注意及時清理那些沒有用的先行編譯標頭檔。
也許你會問：現在的編譯器都有Time stamp的功能，編譯器在編譯整個工程的時候，它只會編譯那些經過修改的檔案，而不會去編譯那些從上次編譯過，到現在沒有被修改過的檔案。那麼為什麼還要先行編譯標頭檔呢。答案在這裡，我們知道編譯器是以檔案為單位編譯的，一個檔案經過修改後，會重新編譯整個檔案，當然在這個檔案裡包含的所有標頭檔中的東西（.eg Macro, Preprocessor ）都要重新處理一遍。VC的先行編譯標頭檔儲存的正是這部分資訊。以避免每次都要重新處理這些標頭檔。
先行編譯頭的作用：
方法一：手動方法 
根據上文介紹，先行編譯標頭檔的作用當然就是提高便宜速度了，有了它你沒有必要每次都編譯那些不需要經常改變的代碼。編譯效能當然就提高了。
先行編譯頭的使用：
     要使用先行編譯頭，我們必須指定一個標頭檔，這個標頭檔包含我們不會經常改變的代碼和其他的標頭檔，然後我們用這個標頭檔來產生一個先行編譯標頭檔（.pch檔案）
 想必大家都知道 StdAfx.h這個檔案。很多人都認為這是VC提供的一個“系統層級”的，編譯器帶的一個標頭檔。其實不是的，這個檔案可以是任何名字的。我們來考察一個典型的由AppWizard產生的MFC Dialog Based　程式的先行編譯標頭檔。（因為AppWizard會為我們指定好如何使用先行編譯標頭檔，預設的是StdAfx.h，這是VC起的名字）。我們會發現這個標頭檔裡包含了以下的標頭檔：
#include <afxwin.h>         // MFC core and standard components
#include <afxext.h>         // MFC extensions
#include <afxdisp.h>        // MFC Automation classes
#include <afxdtctl.h>             // MFC support for Internet Explorer 4 Common Controls
#include <afxcmn.h>     
這些正是使用MFC的必須包含的標頭檔，當然我們不太可能在我們的工程中修改這些標頭檔的，所以說他們是穩定的。
那麼我們如何指定它來產生先行編譯標頭檔。我們知道一個標頭檔是不能編譯的。所以我們還需要一個cpp檔案來產生.pch 檔案。這個檔案預設的就是StdAfx.cpp。在這個檔案裡只有一句代碼就是：#include “Stdafx.h”。原因是理所當然的，我們僅僅是要它能夠編譯而已―――也就是說，要的只是它的.cpp的副檔名。我們可以用/Yc編譯開關來指定StdAfx.cpp來產生一個.pch檔案，通過/Fp編譯開關來指定產生的pch檔案的名字。開啟project ->Setting->C/C++ 對話方塊。把Category指向Precompiled Header。在左邊的樹形視圖裡選擇整個工程　（如圖）
（圖１）
在圖中我們的Project Options(右下角的那個白的地方)可以看到 /Fp “debug/PCH.pch”，這就是指定產生的.pch檔案的名字，預設的通常是　<工程名>.pch（我的樣本工程名就是PCH）。
然後，在左邊的樹形視圖裡選擇StdAfx.cpp.如圖：(圖２)
這時原來的Project Option變成了 Source File Option（原來是工程，現在是一個檔案，當然變了）。在這裡我們可以看到 /Yc開關，/Yc的作用就是指定這個檔案來建立一個Pch檔案。/Yc後面的檔案名稱是那個包含了穩定代碼的標頭檔，一個工程裡只能有一個檔案的可以有YC開關。VC就根據這個選項把 StdAfx.cpp編譯成一個Obj檔案和一個PCH檔案。
   然後我們再選擇一個其它的檔案來看看，如圖：
在這裡，Precomplier 選擇了 Use ………一項，標頭檔是我們指定建立PCH 檔案的stdafx.h
檔案。事實上，這裡是使用工程裡的設定，（如圖1）/Yu”stdafx.h”。
   這樣，我們就設定好了先行編譯標頭檔。也就是說，我們可以使用先行編譯頭功能了。以下是注意事項：
1):如果使用了/Yu，就是說使用了先行編譯，我們在每個.cpp檔案的最開頭，我強調一遍是最開頭，包含 你指定產生pch檔案的.h檔案（預設是stdafx.h）不然就會有問題。如果你沒有包含這個檔案，就告訴你Unexpected file end. 如果你不是在最開頭包含的，你自己試以下就知道了，絕對有很驚人的效果…..
2）如果你把pch檔案不小心丟了，根據以上的分析，你只要讓編譯器產生一個pch檔案就可以了。也就是說把 stdafx.cpp（即指定/Yc的那個cpp檔案）從新編譯一遍就可以了。當然你可以傻傻的 Rebuild all。簡單一點就是選擇那個cpp檔案，按一下Ctrl + F7就可以了。
方法二。自動使用 
很簡單只要指定/YX就可以了。或者在上圖中選擇Automatic………就可以了。注意的事情是如果你指定了/Yc /Yu的話，/Yx是會被忽略的。前者的優先順序別高一些。