一个程序是如何构建的

程序的一生

1.程序的组成

每个程序其实都是由文件组成的，可以是一个也可以是多个。
其实一个文件所组成的程序很简单（一般来说），也就是我们在初学时做的编程题，
写一下
sum.cpp

#include<stdio.h>
int main(){
    int a = 0, b = 0;
    scanf("%d %d",&a,&b);
    printf("sum = %d",a+b);
    return 0;
}

但是一个cpp文件时远远不够滴

• 在dev cpp中你觉得写了一个cpp文件，这个程序就能运行了，那是因为IDE（Integrated Development Environment）帮你做好了预处理，编译，汇编，链接这一系列工作。

• 以Linux系统下为例子，你写的.cpp文件变成可以用的程序要经历这样的过程
  .cpp -> .i -> .s -> .o -> .out 箭头上分别为预处理，编译，汇编，链接
  最终变成了可以使用的可执行文件（.out）（windows系统下是.exe）

• 首先说明一点，程序对应的是一个逻辑模型或者说是概念，而文件是构成程序的实体。
  换言讲，文件是真实存在的，至少你可以在你的电脑上找到对应的可执行文件，但是程序是不存在的或者是抽象的，你没办法在你的电脑上找到一个程序。
  但是当一个个的文件进行打包，变成一个整体时，你就得到了一个程序，可以说程序是一系列文件的总称。

  让我们回归正题，对于由一个文件组成的程序来说，构建以及后续的更改是十分简单的，但是对于多个文件构成的程序来说则需要对文件进行有效地组织。

2.多文件程序

要讲多文件程序，从OOP(面向对象编程)切入最好的。我们知道在面向对象编程的过程中，类是要声明在头文件中的，而类中方法的实现是要单独声明在另一个.cpp文件中的，而创建类，以及调用类中方法的代码是要放在另一个.cpp文件中（因为这个main函数在这个文件中，下文则称该文件为main.cpp，以便于与另一个.cpp文件区分开来）。

做个小总结并给个小例子

• .h文件负责类成员的定义（属性和方法）

写一个栈的类做个例子

• .cpp文件负责类中成员函数（方法）的实现

• .cppmain文件负责类的创建以及类中方法的使用

这是最简单，也是最常用的OOP的程序结构。

我们尝试解析一下，为什么要这样（多文件 并且 声明，实现，使用三者分离）去构建一个程序。

• 代码的复用性
  程序采取这样的结构进行开发来说，代码的复用性是很高的。就对我举的例子的来说，栈是一种很基础的数据结构，并且不同程序之间对栈的要求差异是不大的。那么当我开发另一个程序或者同一个程序的另一个部分来说，我之前写的Stack类依旧可以发光发热，而不是使用过一遍后就被打入冷宫。这样的做法极大地提升了开发的效率，简言之，这样干是很省力的（项目越大，越到项目的后期就越省力）。

• 程序迭代（修改）起来更加方便
  还记得我们在上面提过的.cpp文件是如何变为.out文件的么？
  预处理，编译，汇编，链接
  我们不去关注预处理和汇编两步，仅将这个过程简化为编译，链接（将n个源文件所产生的n个.o文件组织起来）

  当我们想对程序进行迭代的时候，肯定是对源文件进行修改

  如果一个大型程序（几百M甚至几个G）仅有一个源文件。尽管省去了链接这个过程，但是对于它的修改是非常痛苦的。
  因为如果我们只是修改一行代码，这就意味着整个程序需要重新进行编译。你想一下几百M的文件，就因为修改一行代码就要重新编译一遍（几百M的文件编译一遍是耗时的，而且容易卡死），那谁还敢改代码。

  但当我们将一个大型程序拆分成若干个文件，当我们想要修改这个程序的时候，就可以只修改对应代码所在的文件，而这个文件经过重新编译后，将它与其它文件的编译版本链接一下就可以了。
  由于Linux和Unix系统具有make程序，可以跟踪程序依赖的文件以及这些文件的最后修改时间。当运行make时,如果它检测到上次编译后修改了源文件，make将记住重新构建程序所需的步骤。所以只要链接过一次，再次链接将会很快。

• 代码的保密性
  当方法的声明文件与方法的实现文件相分离时，对于代码的提供者来说，他对代码有着更好的掌控。他可以只去公开.h文件而不去公布具体的实现文件。
  上述三点是我们为什么要去用多文件去实现一个程序，至于如何去实现的细节，则在下篇文章去谈