在 C++ 多檔案程式設計中，一個完整的 C++ 專案可以包含 2 類檔案，即 .h 檔案和 .cpp 檔案。通常情況下，.h 檔案稱為 C++ 標頭檔案，.cpp 檔案稱為 C++ 原始檔。
通過 《用g++命令執行C++多檔案專案》一節的學習我們知道，同屬一個 C++ 專案中的所有程式碼檔案是分別進行編譯的，只需要在編譯成目標檔案後再與其它目標檔案做一次連結即可。例如，在 a.cpp 原始檔中定義有一個全域性函數 a()，而在檔案 b.cpp 中需要呼叫這個函數。即便如此，處於編譯階段的 a.cpp 和 b.cpp 並不需要知道對方的存在，它們各自是獨立編譯的是，只要最後將編譯得到的目標檔案進行連結，整個程式就可以執行。
那麼，整個過程是如何實現的呢？從寫程式的角度來理解，當檔案 b.cpp 中需要呼叫 a() 函數時，只需要先宣告一下該函數即可。這是因為，編譯器在編譯 b.cpp 時會生成一個符號表，類似 a() 這樣看不到定義的符號就會被存放在這個表中。在連結階段，編譯器就會在別的目標檔案中去尋找這個符號的定義，一旦找到了，程式也就可以 順利地生成了（反之則出現連結錯誤）。
注意，這裡提到了兩個概念，即“宣告”和“定義”。所謂定義，指的是就是將某個符號完整的描述清楚，它是變數還是函數，變數型別以及變數值是多少，函數的引數有哪些以及返回值是什麼等等；而“宣告”的作用僅是告訴編譯器該符號的存在，至於該符號的具體的含義，只有等連結的時候才能知道。
也就是說，定義的時候需要遵循 C++ 語法規則完整地描繪一個符號，而宣告的時候只需要給出該符號的原型即可。值得一提的是在 C++ 專案中，一個符號允許被宣告多次，但只能被定義一次。理由很簡單，如果一個符號出現多種定義，編譯器該採用哪一個呢？
基於宣告和定義的不同，才有了 C++ 多檔案程式設計的出現。試想如果有一個很常用的函數 f()，其會被程式中的很多 .cpp 檔案呼叫，那麼我們只需要在一個檔案中定義此函數，然後在需要呼叫的這些檔案中宣告這個函數就可以了。
那麼問題來了，一個函數還好對付，宣告起來也就一句話，如果有好幾百個函數（比如是一大堆的數學函數），該怎麼辦呢？一種簡單的方法就是將它們的宣告全部放在一個檔案中，當需要時直接從檔案中拷貝。這種方式固然可行，但還是太麻煩，而且還顯得很笨拙，於是標頭檔案便可以發揮它的作用了。
所謂的標頭檔案，其實它的內容跟 .cpp 檔案中的內容是一樣的，都是 C++ 的原始碼，唯一的區別在於標頭檔案不用被編譯。我們把所有的函數宣告全部放進一個標頭檔案中，當某一個 .cpp 原始檔需要時，可以通過 #include 宏命令直接將標頭檔案中的所有內容引入到 .cpp 檔案中。這樣，當 .cpp 檔案被編譯之前（也就是預處理階段），使用 #include 引入的 .h 檔案就會替換成該檔案中的所有宣告。
以《用g++命令執行C++多檔案專案》一節中的 C++ 專案為例，擁有 student.h、student.cpp 和 main.cpp 這 3 個檔案，其中 student.cpp 和 main.cpp 檔案中用 #include 引入了 student.h 檔案。在此基礎上，文章中用 g++ 命令分別對 student.cpp 和 main.cpp 進行了預處理操作，並分別生成了 student.i 和 main.i 檔案。
如下展示了 main.i 檔案中的內容：
class Student {
public:
const char *name;
int age;
float score;
void say();
};
int main() {
Student *pStu = new Student;
pStu->name = "小明";
pStu->age = 15;
pStu->score = 92.5f;
pStu->say();
delete pStu;
return 0;
}
顯然和之前的 main.cpp 檔案相比，抹去了用 #include 引入 student.h 檔案，而是將 student.h 檔案中所有的內容都拷貝了過來。
#include 是一個來自 C 語言的宏命令，作用於程式執行的預處理階段，其功能是將它後面所寫檔案中的內容，完完整整、一字不差地拷貝到當前檔案中。
C++標頭檔案內應該寫什麼
通過上面的講解讀者應該知道，.h 標頭檔案的作用就是被其它的 .cpp 包含進去，其本身並不參與編譯，但實際上它們的內容會在多個 .cpp 檔案中得到編譯。
通過“符號的定義只能有一次”的規則，我們可以很容易地得出，標頭檔案中應該只放變數和函數的宣告，而不能放它們的定義。因為一個標頭檔案的內容實際上是會被引入到多個不同的 .cpp 檔案中的，並且它們都會被編譯。換句話說，如果在標頭檔案中放了定義，就等同於在多個 .cpp 檔案中出現對同一個符號（變數或函數）的定義，縱然這些定義的內容相同，編譯器也不認可這種做法（報“重定義”錯誤）。
所以讀者一定要謹記，.h 標頭檔案中只能存放變數或者函數的宣告，而不要放定義。例如：
extern int a;
void f();
這些都是宣告。反之：
int a;
void f() {}
這些都是定義，如果存放在 .h 檔案中，一旦該檔案被 2 個以上的 .cpp 檔案引入，編譯器就會立馬報錯。
凡事都有例外，以上 3 種情況也屬於定義的範疇，但它們應該放在 .h 檔案中：
1) 標頭檔案中可以定義 const 物件
要知道，全域性的 const 物件預設是沒有 extern 宣告的，所以它只在當前檔案中有效。把這樣的物件寫進標頭檔案中，即使它被包含到其他多個 .cpp 檔案中，這個物件也都只在包含它的那個檔案中有效，對其他檔案來說是不可見的，所以便不會導致多重定義。
與此同時，由於這些 .cpp 檔案中的 const 物件都是從一個標頭檔案中包含進去的，也就保證了這些 .cpp 檔案中的 const 物件的值是相同的，可謂一舉兩得。
同理，static 物件的定義也可以放進標頭檔案。
2) 標頭檔案中可以定義行內函式
行內函式（用 inline 修飾的函數）是需要編譯器在編譯階段根據其定義將它內聯展開的（類似宏展開），而並非像普通函數那樣先宣告再連結。這就意味著，編譯器必須在編譯時就找到行內函式的完整定義。
顯然，把行內函式的定義放進一個標頭檔案中是非常明智的做法。
有關 C++ 行內函式，讀者可回顧《C++ inline行內函式詳解》一節。
3) 標頭檔案中可以定義類
因為在程式中建立一個類的物件時，編譯器只有在這個類的定義完全可見的情況下，才能知道這個類的物件應該如何布局，所以，關於類的定義的要求，跟行內函式是基本一樣的，即把類的定義放進標頭檔案，在使用到這個類的.cpp檔案中去包含這個標頭檔案。
值得一提的是，類的內部通常包含成員變數和成員函數，成員變數是要等到具體的物件被建立時才會被定義（分配空間），但成員函數卻是需要在一開始就被定義的，這也就是類的實現。通常的做法是將類的定義放在標頭檔案中，而把成員函數的實現程式碼放在一個 .cpp 檔案中。
還有另一種辦法，就是直接成員函數的實現程式碼寫到類定義的內部。在 C++ 的類中，如果成員函數直接定義在類體的內部，則編譯器會將其視為行內函式。所以把函數成員的定義寫進類體內，一起放進標頭檔案中，也是合法的。
注意，如果把成員函數的定義寫在定義類的標頭檔案中，而沒有寫進類內部，這是不合法的。這種情況下，此成員函數不是行內函式，一旦標頭檔案被兩個或兩個以上的 .cpp 檔案包含，就可能會出現重定義的錯誤。
有效避免標頭檔案被重複引入
在 C++ 多檔案程式設計中，如果 .h 標頭檔案中只包含宣告語句的話，即便被同一個 .cpp 檔案引入多次也沒有問題，因為宣告語句是可以重複的，且重複次數不受限制。然而，剛剛討論到的 3 種特殊情況也是標頭檔案很常用的一個用處。如果一個標頭檔案中出現了上面 3 種情況中的任何一種，且被同一個 .cpp 檔案引入多次，就會發生重定義錯誤。
在 C++ 多檔案程式設計中，為了有效避免“因多次引入標頭檔案發生重定義”的問題，C++ 提供了 3 種處理機制，其中最常用的一種方式就是借助條件編譯 #ifndef/#define/#endif，初學者一定要學會至少一種方式。
有關 C++ 中防止標頭檔案被重複引入的 3 種方式，讀者可回顧《C++防止標頭檔案被重複引入的3種方法》一節。