大型项目开发: 头文件顺序

经验告诉我们，某些编码实践虽然在C++中完全合法，但是绝对不能应用于大型项目环境中。 大型项目环境下必须有适当的约束，否则很容易变得难以控制并很难维护（摘自<<大规模C++程序设计>>）。下面以Chromium中运用的两个Coding Style中定义的头文件顺序为例。

头文件顺序的差异

WebKit/Blink遵循业界标准的定义，其实也是Lakos在<<大规模C++程序设计>>中建议的顺序 :

1. 编译单元对应的头文件 (Related header file)。
2. 工程内的其它头文件。
3. 库及系统头文件。

(Blink特殊的一点是编译单元必须先包含config.h。)

这样做的目的是为避免隐性依赖。每个头文件都应当做到自包含(Self-Contained, or Self Sufficient), 这样保证用户能直接头文件中理解它的物理依赖。如果遵循这个顺序，当出现隐性依赖时，是无法编译通过的。

下面这个例子:
my_class.h中依赖了std::string, 但没有显式的包含，当main里先包含标准库的头文件string时，编译是不会出错的。

main.cc

#include <string>#include <iostream>#include "my_class.h"int main(int argc, char* argv[]) {  MyClass aInstance;  std::cout << aInstance.value() << std::endl;}

my_class.h

#ifndef MY_CLASS_H_#define MY_CLASS_H_class MyClass { public:  MyClass();  const std::string& value(); private:  std::string value_;};#endif

如果遵循上面的规则，就会在编译main.cc时报错:

In file included from main.cc:1:./my_class.h:6:9: error: use of undeclared identifier 'std'  const std::string& value();

在一个层次更为清晰的项目下，错误最好归属到作者身上。这里main.cc做为my_class.h的用户，这样的错误最好由my_class.h的作者来解决。所以Google定义了如下的规则:
•关联的头文件
•C库头文件
•C++库头文件
•其它库头文件
* 项目中的其它头文件。
实现如下的my_class.cc时就会收到报错:
my_class.cc

#include "my_class.h"#include <string>MyClass::MyClass()  :value_("Hello!") {}

在这种情况下，这个错误将只报给my_class.h对应的编译单元my_class.cc。

In file included from my_class.cc:1:./my_class.h:6:9: error: use of undeclared identifier 'std'  const std::string& value();

如果是一个小项目，可能察觉不到这样做的差异。但在讲求职责清晰，分工协作的大型项目下，它就会变得很有价值。
这是一个很小的点，可见大型项目中一些规则定义的冰山一角。再比如大型项目中的头文件还有一些设计上的权衡。比如避免不必要包含头文件会拖慢项目的构建效率，引入了前置声明。但它却在一些场景下会造成歧义(比如前置声明标准库中的类，或者模板类），或者引入一些的维护成本和风险（比如函数的参数变化，需要对应修改前置声明）。Google早期是鼓励使用前置声明，而现在只是强调在明确带来好处的情况下才建议使用前置声明。

扩展阅读:

Self-sufficient header files in C/C++
Headers and Includes: Why and How
C/C++ include file order/best practices