c++ header-only library

1. 什么是 Header-only Library？

Header-only 库只提供 .h/.hpp 文件，没有 .cpp，也不生成
.a/.so。使用时只需：

#include "xxx.hpp"

常见例子包括：

• Boost 部分库（Asio、Spirit 等）

• fmt（header-only版本）

• Catch2

• nlohmann/json

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2. 为什么只引入头文件就能用？

原理 1：模板必须放在头文件中

模板代码只有在实例化时才会生成实际函数/类，因此模板实现必须放在头文件中。

template<typename T>
class Vector {
public:
    void push(T v) { data.push_back(v); }
private:
    std::vector<T> data;
};

原理 2：inline 防止多重定义

头文件被多个源文件包含，如果函数没有被 inline 修饰会产生 ODR 冲突。

inline int add(int a, int b) { return a + b; }

原理 3：constexpr / static 函数也适合写在头里

这些关键字帮助避免符号冲突。

原理 4：C++17 inline 变量

允许定义头文件中的全局变量：

inline int global_value = 10;

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3. 为什么不需要 .a 或 .so？

因为 header-only 库的代码是在 使用者编译阶段生成的，而不是预编译为目标文件。

传统库：

库.cpp → .o → .a / .so → 链接

Header-only：

用户.cpp + 库.hpp → 一起编译 → 可执行文件

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4. 哪些库不能只靠头文件使用？

以下情况一般无法 header-only：

• 大量非模板函数 - 需要隐藏实现
• 使用汇编优化 - 依赖系统库 - 提供 C 接口

例如： - OpenSSL、OpenCV、gRPC 等都必须链接。

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5. 如何判断库是否是 header-only？

判断方式	结论
有没有 .cpp ？	有 → 要链接
文档是否写 header-only？	写了 → 是
是否大量模板？	可能是
是否只需 include 就能用？	大概率是

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总结

C++
只包含头文件就能使用，是因为库将所有实现写入模板、inline、constexpr，使编译器在用户代码编译阶段直接生成最终代码，不需要预编译静态或动态库。