【20060307發(fā)表于blog.csdn.net，20090423重編輯】
一、預(yù)編譯頭文件說明
所謂頭文件預(yù)編譯，就是把一個(gè)工程(Project)中使用的一些MFC標(biāo)準(zhǔn)頭文件(如Windows.H、Afxwin.H)預(yù)先編譯，以后該工程編譯時(shí)，不再編譯這部分頭文件，僅僅使用預(yù)編譯的結(jié)果。這樣可以加快編譯速度，節(jié)省時(shí)間。
預(yù)編譯頭文件通過編譯stdafx.cpp生成，以工程名命名，由于預(yù)編譯的頭文件的后綴是“pch”，所以編譯結(jié)果文件是projectname.pch。
編譯器通過一個(gè)頭文件stdafx.h來使用預(yù)編譯頭文件。stdafx.h這個(gè)頭文件名是可以在project的編譯設(shè)置里指定的。編譯器認(rèn)為，所有在指令#include "stdafx.h"前的代碼都是預(yù)編譯的，它跳過#include "stdafx. h"指令，使用projectname.pch編譯這條指令之后的所有代碼。
因此，所有的CPP實(shí)現(xiàn)文件第一條語句都是：#include "stdafx.h"。
另外，每一個(gè)實(shí)現(xiàn)文件CPP都包含了如下語句：
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
這是表示，如果生成調(diào)試版本，要指示當(dāng)前文件的名稱。__FILE__是一個(gè)宏，在編譯器編譯過程中給它賦值為當(dāng)前正在編譯的文件名稱。
vc.net默認(rèn)情況下使用預(yù)編譯頭(/Yu)，不明白的在加入新.h文件后編譯時(shí)總出現(xiàn)fatal error C1010: 在查找預(yù)編譯頭指令時(shí)遇到意外的文件結(jié)尾的錯(cuò)誤。解決方法是在在include頭文件的地方加上#include "stdafx.h",或者打項(xiàng)目屬性，找到“C/C++”文件夾，單擊“預(yù)編譯頭”屬性頁。修改“創(chuàng)建/使用預(yù)編譯頭”屬性為“不使用預(yù)編譯頭”。
二、C/C++頭文件一覽
C、傳統(tǒng) C++
#include <assert.h> //設(shè)定插入點(diǎn)
#include <ctype.h> //字符處理
#include <errno.h> //定義錯(cuò)誤碼
#include <float.h> //浮點(diǎn)數(shù)處理
#include <fstream.h> //文件輸入／輸出
#include <iomanip.h> //參數(shù)化輸入／輸出
#include <iostream.h> //數(shù)據(jù)流輸入／輸出
#include <limits.h> //定義各種數(shù)據(jù)類型最值常量
#include <locale.h> //定義本地化函數(shù)
#include <math.h> //定義數(shù)學(xué)函數(shù)
#include <stdio.h> //定義輸入／輸出函數(shù)
#include <stdlib.h> //定義雜項(xiàng)函數(shù)及內(nèi)存分配函數(shù)
#include <string.h> //字符串處理
#include <strstrea.h> //基于數(shù)組的輸入／輸出
#include <time.h> //定義關(guān)于時(shí)間的函數(shù)
#include <wchar.h> //寬字符處理及輸入／輸出
#include <wctype.h> //寬字符分類
標(biāo)準(zhǔn) C++ （同上的不再注釋）
#include <algorithm> //STL 通用算法
#include <bitset> //STL 位集容器
#include <cctype>
#include <cerrno>
#include <clocale>
#include <cmath>
#include <complex> //復(fù)數(shù)類
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <ctime>
#include <deque> //STL 雙端隊(duì)列容器
#include <exception> //異常處理類
#include <fstream>
#include <functional> //STL 定義運(yùn)算函數(shù)（代替運(yùn)算符）
#include <limits>
#include <list> //STL 線性列表容器
#include <map> //STL 映射容器
#include <iomanip>
#include <ios> //基本輸入／輸出支持
#include <iosfwd> //輸入／輸出系統(tǒng)使用的前置聲明
#include <iostream>
#include <istream> //基本輸入流
#include <ostream> //基本輸出流
#include <queue> //STL 隊(duì)列容器
#include <set> //STL 集合容器
#include <sstream> //基于字符串的流
#include <stack> //STL 堆棧容器
#include <stdexcept> //標(biāo)準(zhǔn)異常類
#include <streambuf> //底層輸入／輸出支持
#include <string> //字符串類
#include <utility> //STL 通用模板類
#include <vector> //STL 動(dòng)態(tài)數(shù)組容器
#include <cwchar>
#include <cwctype>
using namespace std;
C99 增加
#include <complex.h> //復(fù)數(shù)處理
#include <fenv.h> //浮點(diǎn)環(huán)境
#include <inttypes.h> //整數(shù)格式轉(zhuǎn)換
#include <stdbool.h> //布爾環(huán)境
#include <stdint.h> //整型環(huán)境
#include <tgmath.h> //通用類型數(shù)學(xué)宏
三、預(yù)處理的由來
在C++的歷史發(fā)展中，有很多的語言特征（特別是語言的晦澀之處）來自于C語言，預(yù)處理就是其中的一個(gè)。C++從C語言那里把C語言預(yù)處理器繼承過來，C語言預(yù)處理器，被Bjarne博士(C++之父)簡稱為Cpp，不知道是不是C Program Preprocessor的簡稱。
四、常見的預(yù)處理功能
預(yù)處理器的主要作用就是把通過預(yù)處理的內(nèi)建功能對(duì)一個(gè)資源進(jìn)行等價(jià)替換，最常見的預(yù)處理有：文件包含，條件編譯、布局控制和宏替換4種。
1，文件包含：#include 是一種最為常見的預(yù)處理，主要是做為文件的引用組合源程序正文。
2，條件編譯：#if,#ifndef,#ifdef,#endif,#undef等也是比較常見的預(yù)處理，主要是進(jìn)行編譯時(shí)進(jìn)行有選擇的挑選，注釋掉一些指定的代碼，以達(dá)到版本控制、防止對(duì)文件重復(fù)包含的功能。
3，布局控制：#pragma，這也是我們應(yīng)用預(yù)處理的一個(gè)重要方面，主要功能是為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息。
4，宏替換：#define，這是最常見的用法，它可以定義符號(hào)常量、函數(shù)功能、重新命名、字符串的拼接等各種功能。
五、預(yù)處理指令
預(yù)處理指令的格式如下：
#directive tokens
#符號(hào)應(yīng)該是這一行的第一個(gè)非空字符，一般我們把它放在起始位置。如果指令一行放不下，可以通過“\”進(jìn)行控制，例如：
#define Error if(error) exit(1)
等價(jià)于
#define Error \
if(error) exit(1)
下面我們看一下常見的預(yù)處理指令：
#define 宏定義
#undef 未定義宏
#include 文本包含
#ifdef 如果宏被定義就進(jìn)行編譯
#ifndef 如果宏未被定義就進(jìn)行編譯
#endif 結(jié)束編譯塊的控制
#if 表達(dá)式非零就對(duì)代碼進(jìn)行編譯
#else 作為其他預(yù)處理的剩余選項(xiàng)進(jìn)行編譯
#elif 這是一種#else和#if的組合選項(xiàng)
#line 改變當(dāng)前的行數(shù)和文件名稱
#error 輸出一個(gè)錯(cuò)誤信息
#pragma 為編譯程序提供非常規(guī)的控制流信息
下面我們對(duì)這些預(yù)處理進(jìn)行一一的說明，考慮到宏的重要性和繁瑣性，我們把它放到最后講。
六、文件包含指令
這種預(yù)處理使用方式是最為常見的，平時(shí)我們編寫程序都會(huì)用到，最常見的用法是：
#include <iostream> //標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件
#include <iostream.h> //舊式的標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件
#include "IO.h" //用戶自定義的頭文件
#include "../file.h" //UNIX下的父目錄下的頭文件
#include "/usr/local/file.h" //UNIX下的完整路徑
#include "..\file.h" //Dos下的父目錄下的頭文件
#include "\usr\local\file.h" //Dos下的完整路徑
（其實(shí)DOS/Windows的目錄分隔也可以用斜杠，為了和Unix兼容，就統(tǒng)一用斜杠吧）
這里面有2個(gè)地方要注意：
1、我們用<iostream>還是<iostream.h>?
我們主張使用<iostream>，而不是<iostream.h>,為什么呢？我想你可能還記得我曾經(jīng)給出過幾點(diǎn)理由，這里我大致的說一下：
首先，h格式的頭文件早在98年9月份就被標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)拋棄了，我們應(yīng)該緊跟標(biāo)準(zhǔn)，以適合時(shí)代的發(fā)展。其次，iostream.h只支持窄字符集，iostream則支持窄/寬字符集。還有，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)iostream作了很多的改動(dòng)，接口和實(shí)現(xiàn)都有了變化。最后，iostream組件全部放入namespace std中，防止了名字污染。
2、<io.h>和"io.h"的區(qū)別？
其實(shí)他們唯一的區(qū)別就是搜索路徑不同：對(duì)于#include <io.h> ，編譯器從標(biāo)準(zhǔn)庫路徑開始搜索對(duì)于#include "io.h" ，編譯器從用戶的工作路徑開始搜索。
七、編譯控制指令
這些指令的主要目的是進(jìn)行編譯時(shí)進(jìn)行有選擇的挑選，注釋掉一些指定的代碼，以達(dá)到版本控制、防止對(duì)文件重復(fù)包含的功能。使用格式，如下：
1、#ifdef identifier
如果identifier為一個(gè)定義了的符號(hào)，your code就會(huì)被編譯，否則剔除。
#ifdef identifier
your code
#endif
2、#ifndef identifier
如果identifier為一個(gè)未定義的符號(hào)，your code就會(huì)被編譯，否則剔除。
#ifndef identifier
your code
#endif
3、#if expression
如果expression非零，your code就會(huì)被編譯，否則剔除。
#if expression
your code
#endif
4、#ifdef identifier
如果identifier為一個(gè)定義了的符號(hào)，your code1就會(huì)被編譯，否則your code2就會(huì)被編譯。
#ifdef identifier
your code1
#else
your code2
#endif
5、#else與#elif
如果epression1非零，就編譯your code1，否則，如果expression2非零，就編譯your code2，否則，就編譯your code3。
#if expressin1
your code1
#elif expression2 //呵呵，elif
your code2
#else
your code3
#enif
其他預(yù)編譯指令除了上面我們說的集中常用的編譯指令，還有3種不太常見的編譯指令：#line、#error、#pragma，我們接下來就簡單的談一下。
6，#line
語法如下：
#line number filename
例如：
#line 30 a.h
其中，文件名a.h可以省略不寫。這條指令可以改變當(dāng)前的行號(hào)和文件名，例如上面的這條預(yù)處理指令就可以改變當(dāng)前的行號(hào)為30，文件名是a.h。初看起來似乎沒有什么用，不過，他還是有點(diǎn)用的，那就是用在編譯器的編寫中，我們知道編譯器對(duì)C++源碼編譯過程中會(huì)產(chǎn)生一些中間文件，通過這條指令，可以保證文件名是固定的，不會(huì)被這些中間文件代替，有利于進(jìn)行分析。
7，#error
語法如下：
#error info
例如：
#ifndef UNIX
#error This software requires the UNIX OS.
#endif
這條指令主要是給出錯(cuò)誤信息，上面的這個(gè)例子就是，如果沒有在UNIX環(huán)境下，就會(huì)輸出This software requires the UNIX OS.然后誘發(fā)編譯器終止。所以總的來說，這條指令的目的就是在出現(xiàn)其它編譯錯(cuò)誤之前能夠給出一定的信息。
8，#pragma
它是非統(tǒng)一的，他要依靠各個(gè)編譯器生產(chǎn)者。例如VC++中：
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
導(dǎo)入庫dllTest.lib。
八、預(yù)定義標(biāo)識(shí)符
為了處理一些有用的信息，預(yù)處理定義了一些預(yù)處理標(biāo)識(shí)符，雖然各種編譯器的預(yù)處理標(biāo)識(shí)符不盡相同，但是他們都會(huì)處理下面的4種：
__FILE__ 正在編譯的文件的名字
__LINE__ 正在編譯的文件的行號(hào)
__DATE__ 編譯時(shí)刻的日期字符串，例如： "25 Dec 2000"
__TIME__ 編譯時(shí)刻的時(shí)間字符串，例如： "12:30:55"
例如：cout<<"The file is :"<<__FILE__"<<"! The lines is:"<<__LINE__<<endl;
九、預(yù)處理何去何從
如何取代#include預(yù)處理指令，我們?cè)谶@里就不再一一討論了。C++并沒有為#include提供替代形式，但是namespace提供了一種作用域機(jī)制，它能以某種方式支持組合，利用它可以改善#include的行為方式，但是我們還是無法取代#include。
#pragma應(yīng)該算是一個(gè)可有可無的預(yù)處理指令，按照Bjarne的話說，就是：“#pragma被過分的經(jīng)常的用于將語言語義的變形隱藏到編譯系統(tǒng)里，或者被用于提供帶有特殊語義和笨拙語法的語言擴(kuò)充。”
對(duì)于#ifdef，我們?nèi)匀皇譄o策，就算是我們利用if語句和常量表達(dá)式，仍然不足以替代它，因?yàn)橐粋€(gè)if語句的正文必須在語法上正確，滿足類檢查，即使他處在一個(gè)絕不會(huì)被執(zhí)行的分支里面。
十、預(yù)編譯頭文件的補(bǔ)充說明
這里介紹VC6的預(yù)編譯功能的使用，由于預(yù)編譯詳細(xì)使用比較的復(fù)雜，這里只介紹幾個(gè)最重要的預(yù)編譯指令: /Yu, /Yc,/Yx,/Fp。其它的詳細(xì)資料可以參考:
MSDN -> Visual Studio 6.0 Document -> Visual C++ 6.0 Document -> VC++ Programmer Guider -> Compiler and Linker -> Details -> Creating Precompiled Header files
預(yù)編譯頭的概念：
所謂的預(yù)編譯頭就是把一個(gè)工程中的那一部分代碼，預(yù)先編譯好放在一個(gè)文件里（通常是以.pch為擴(kuò)展名的），這個(gè)文件就稱為預(yù)編譯頭文件這些預(yù)先編譯好的代碼可以是任何的C/C++代碼，甚至是inline的函數(shù)，但是必須是穩(wěn)定的，在工程開發(fā)的過程中不會(huì)被經(jīng)常改變。如果這些代碼被修改，則需要重新編譯生成預(yù)編譯頭文件。注意生成預(yù)編譯頭文件是很耗時(shí)間的。同時(shí)你得注意預(yù)編譯頭文件通常很大，通常有6-7M大。注意及時(shí)清理那些沒有用的預(yù)編譯頭文件。
也許你會(huì)問：現(xiàn)在的編譯器都有Time stamp的功能，編譯器在編譯整個(gè)工程的時(shí)候，它只會(huì)編譯那些經(jīng)過修改的文件，而不會(huì)去編譯那些從上次編譯過，到現(xiàn)在沒有被修改過的文件。那么為什么還要預(yù)編譯頭文件呢？答案在這里，我們知道編譯器是以文件為單位編譯的，一個(gè)文件經(jīng)過修改后，會(huì)重新編譯整個(gè)文件，當(dāng)然在這個(gè)文件里包含的所有頭文件中的東西（.eg Macro, Preprocessor ）都要重新處理一遍。VC的預(yù)編譯頭文件保存的正是這部分信息。以避免每次都要重新處理這些頭文件。
根據(jù)上文介紹，預(yù)編譯頭文件的作用當(dāng)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(jīng)常改變的代碼。編譯性能當(dāng)然就提高了。但根據(jù)我的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使用VC6編譯器，在編譯一個(gè)小程序的時(shí)候，用不用預(yù)編譯頭文件，基本看不出編譯速度的差距，可能對(duì)于一個(gè)大型程序來說，這種編譯速度差才能體現(xiàn)出來。
要使用預(yù)編譯頭，我們必須指定一個(gè)頭文件，這個(gè)頭文件包含我們不會(huì)經(jīng)常改變的代碼和其他的頭文件，然后我們用這個(gè)頭文件來生成一個(gè)預(yù)編譯頭文件（.pch文件）想必大家都知道 StdAfx.h這個(gè)文件。很多人都認(rèn)為這是VC提供的一個(gè)“系統(tǒng)級(jí)別”的，編譯器帶的一個(gè)頭文件。其實(shí)不是的，這個(gè)文件可以是任何名字的。我們來考察一個(gè)典型的由AppWizard生成的MFC Dialog Based程序的預(yù)編譯頭文件。（因?yàn)锳ppWizard會(huì)為我們指定好如何使用預(yù)編譯頭文件，默認(rèn)的是StdAfx.h，這是VC起的名字）。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)頭文件里包含了以下的頭文件：
#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的必須包含的頭文件，當(dāng)然我們不太可能在我們的工程中修改這些頭文件的，所以說他們是穩(wěn)定的。
那么我們?nèi)绾沃付ㄋ鼇砩深A(yù)編譯頭文件。我們知道一個(gè)頭文件是不能編譯的。所以我們還需要一個(gè)cpp文件來生成.pch 文件。這個(gè)文件默認(rèn)的就是StdAfx.cpp。在這個(gè)文件里只有一句代碼就是：#include “Stdafx.h”。原因是理所當(dāng)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的擴(kuò)展名。我們可以用/Yc編譯開關(guān)來指定StdAfx.cpp來生成一個(gè).pch文件，通過/Fp編譯開關(guān)來指定生成的pch文件的名字。打開project ->Setting->C/C++ 對(duì)話框。把Category指向Precompiled Header。在左邊的樹形視圖里選擇整個(gè)工程，如下圖：
（圖１）
在圖中我們的Project Options(右下角的那個(gè)白的地方)可以看到 /Fp “debug/PCH.pch”，這就是指定生成的.pch文件的名字，默認(rèn)的通常是 <工程名>.pch（我的示例工程名就是PCH）。
然后，在左邊的樹形視圖里選擇StdAfx.cpp.如圖：
（圖２）
這時(shí)原來的Project Option變成了 Source File Option（原來是工程，現(xiàn)在是一個(gè)文件，當(dāng)然變了）。在這里我們可以看到 /Yc開關(guān)，/Yc的作用就是指定這個(gè)文件來創(chuàng)建一個(gè)Pch文件。/Yc后面的文件名是那個(gè)包含了穩(wěn)定代碼的頭文件，一個(gè)工程里只能有一個(gè)文件的可以有YC開關(guān)。VC就根據(jù)這個(gè)選項(xiàng)把 StdAfx.cpp編譯成一個(gè)Obj文件和一個(gè)PCH文件。
然后我們?cè)龠x擇一個(gè)其它的文件來看看，如圖：
（圖3）
在這里，Precomplier 選擇了 Use ………一項(xiàng)，頭文件是我們指定創(chuàng)建PCH 文件的stdafx.h文件。事實(shí)上，這里是使用工程里的設(shè)置，（如圖1）/Yu "stdafx.h"。
這樣，我們就設(shè)置好了預(yù)編譯頭文件。也就是說，我們可以使用預(yù)編譯頭功能了。以下是注意事項(xiàng)：
1，如果使用了/Yu，就是說使用了預(yù)編譯，我們?cè)诿總€(gè).cpp文件的最開頭，我強(qiáng)調(diào)一遍是最開頭，包含你指定產(chǎn)生pch文件的.h文件（默認(rèn)是stdafx.h）不然就會(huì)有問題。如果你沒有包含這個(gè)文件，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(duì)有很驚人的效果。
2，如果你把pch文件不小心丟了，根據(jù)以上的分析，你只要讓編譯器生成一個(gè)pch文件就可以了。也就是說把 stdafx.cpp（即指定/Yc的那個(gè)cpp文件）重新編譯一遍就可以了。當(dāng)然你可以傻傻的 Rebuild all。簡單一點(diǎn)就是選擇那個(gè)cpp文件，按一下Ctrl + F7就可以了。