概述:
聲明是將一個名稱引入一個程序.
定義提供了一個實體在程序中的唯一描述.
聲明在單個作用域內可以重復多次(類成員除外),定義在一個給定的作用域內只能出現一次. 一個定義就是一個聲明,除非:
- 它定義了類的一個靜態數據成員.
- 它定義了類的非內聯成員函數.
聲明是告訴編譯器一些信息，以協助編譯器進行語法分析，避免編譯器報錯。而定義是告訴編譯器生成一些代碼，並且這些代碼將由連接器使用。即：聲明是給編譯器用的，定義是給連接器用的。這個說明顯得很模糊，為什么非要弄個聲明和定義在這攪和？那都是因為C++同意將程序拆成幾段分別書寫在不同文件中以及上面提到的編譯器只從上朝下編譯且對每個文件僅編譯一次。
編譯器編譯程序時，只會一個一個源文件編譯，並分別生成相應的中間文件（對VC就是.obj文件），然后再由連接器統一將所有的中間文件連接形成一個可執行文件。問題就是編譯器在編譯a.cpp文件時，發現定義語句而定義了變量a和b，但在編譯b.cpp時，發現使用a和b的代碼，如a++;，則編譯器將報錯。為什么？如果不報錯，說因為a.cpp中已經定義了，那么先編譯b.cpp再編譯a.cpp將如何？如果源文件的編譯順序是特定的，將大大降低編譯的靈活性，因此C++也就規定：編譯a.cpp時定義的所有東西（變量、函數等）在編譯b.cpp時將全部不算數，就和沒編譯過a.cpp一樣。那么b.cpp要使用a.cpp中定義的變量怎么辦？為此，C++提出了聲明這個概念。
因此變量聲明long a;就是告訴編譯器已經有這么個變量，其名字為a，其類型為long，其對應的地址不知道，但可以先作個記號，即在后續代碼中所有用到這個變量的地方做上記號，以告知連接器在連接時，先在所有的中間文件里尋找是否有個叫a的變量，其地址是多少，然后再修改所有作了記號的地方，將a對應的地址放進去。這樣就實現了這個文件使用另一個文件中定義的變量。
所以聲明long a;就是要告訴編譯器已經有這么個變量a，因此后續代碼中用到a時，不要報錯說a未定義。函數也是如此，但是有個問題就是函數聲明和函數定義很容易區別，因為函數定義后一定接一復合語句，但是變量定義和變量聲明就一模一樣，那么編譯器將如何識別變量定義和變量聲明？編譯器遇到long a;時，統一將其認為是變量定義，為了能標識變量聲明，可借助C++提出的修飾符extern。
修飾符就是聲明或定義語句中使用的用以修飾此聲明或定義來向編譯器提供一定的信息，其總是接在聲明或定義語句的前面或后面，如：
extern long a, *pA, &ra;
上面就聲明（不是定義）了三個變量a、pA和ra。因為extern表示外部的意思，因此上面就被認為是告訴編譯器有三個外部的變量，為a、pA和ra，故被認為是聲明語句，所以上面將不分配任何內存。同樣，對於函數，它也是一樣的：
extern void ABC( long ); 或 extern long AB( short b );
上面的extern等同於不寫，因為編譯器根據最后的“;”就可以判斷出來上面是函數聲明，而且提供的“外部”這個信息對於函數來說沒有意義，編譯器將不予理會。extern實際還指定其后修飾的標識符的修飾方式，實際應為extern"C"或extern"C++"，分別表示按照C語言風格和C++語言風格來解析聲明的標識符。
C++是強類型語言，即其要求很嚴格的類型匹配原則，進而才能實現前面說的函數重載功能。即之所以能幾個同名函數實現重載，是因為它們實際並不同名，而由各自的參數類型及個數進行了修飾而變得不同。如void ABC(), *ABC( long ), ABC( long, short );，在VC中，其各自名字將分別被變成“?ABC@@YAXXZ”、“?ABC@@YAPAXJ@Z”、“?ABC@@YAXJF@Z”。而extern long a, *pA, &ra;聲明的三個變量的名字也發生相應的變化，分別為“?a@@3JA”、“?pA@@3PAJA”、“?ra@@3AAJA”。上面稱作C++語言風格的標識符修飾（不同的編譯器修飾格式可能不同），而C語言風格的標識符修飾就只是簡單的在標識符前加上“_”即可（不同的編譯器的C風格修飾一定相同）。如：extern"C" long a, *pA, &ra;就變成_a、_pA、_ra。而上面的extern"C" void ABC(), *ABC( long ), ABC( long, short );將報錯，因為使用C風格，都只是在函數名前加一下划線，則將產生3個相同的符號（Symbol），錯誤。
為什么不能有相同的符號？為什么要改變標識符？不僅因為前面的函數重載。符號和標識符不同，符號可以由任意字符組成，它是編譯器和連接器之間溝通的手段，而標識符只是在C++語言級上提供的一種標識手段。而之所以要改變一下標識符而不直接將標識符作為符號使用是因為編譯器自己內部和連接器之間還有一些信息需要傳遞，這些信息就需要符號來標識，由於可能用戶寫的標識符正好和編譯器內部自己用的符號相同而產生沖突，所以都要在程序員定義的標識符上面修改后再用作符號。既然符號是什么字符都可以，那為什么編譯器不讓自己內部定的符號使用標識符不能使用的字符，如前面VC使用的“?”，那不就行了？因為有些C/C++編譯器及連接器溝通用的符號並不是什么字符都可以，也必須是一個標識符，所以前面的C語言風格才統一加上“_”的前綴以區分程序員定義的符號和編譯器內部的符號。即上面能使用“?”來作為符號是VC才這樣，也許其它的編譯器並不支持，但其它的編譯器一定支持加了“_”前綴的標識符。這樣可以聯合使用多方代碼，以在更大范圍上實現代碼重用，在《C++從零開始（十八）》中將對此詳細說明。
當書寫extern void ABC( long );時，是extern"C"還是extern"C++"？在VC中，如果上句代碼所在源文件的擴展名為.cpp以表示是C++源代碼，則將解釋成后者。如果是.c，則將解釋成前者。不過在VC中還可以通過修改項目選項來改變上面的默認設置。而extern long a;也和上面是同樣的。
因此如下：
extern"C++" void ABC(), *ABC( long ), ABC( long, short );
int main(){ ABC(); }
上面第一句就告訴編譯器后續代碼可能要用到這個三個函數，叫編譯器不要報錯。假設上面程序放在一個VC項目下的a.cpp中，編譯a.cpp將不會出現任何錯誤。但當連接時，編譯器就會說符號“?ABC@@YAXXZ”沒找到，因為這個項目只包含了一個文件，連接也就只連接相應的a.obj以及其他的一些必要庫文件（后續文章將會說明）。連接器在它所能連接的所有對象文件（a.obj）以及庫文件中查找符號“?ABC@@YAXXZ”對應的地址是什么，不過都沒找到，故報錯。換句話說就是main函數使用了在a.cpp以外定義的函數void ABC();，但沒找到這個函數的定義。應注意，如果寫成int main() { void ( *pA ) = ABC; }依舊會報錯，因為ABC就相當於一個地址，這里又要求計算此地址的值（即使並不使用pA），故同樣報錯。
為了消除上面的錯誤，就應該定義函數void ABC();，既可以在a.cpp中，如main函數的后面，也可以重新生成一個.cpp文件，加入到項目中，在那個.cpp文件中定義函數ABC。因此如下即可：
extern"C++" void ABC(), *ABC( long ), ABC( long, short );
int main(){ ABC(); } void ABC(){}
如果你認為自己已經了解了聲明和定義的區別，並且清楚了聲明的意思，那我打賭有50%的可能性你並沒有真正理解聲明的含義，這里出於篇幅限制，將在《C++從零開始（十）》中說明聲明的真正含義，如果你是有些C/C++編程經驗的人，到時給出的樣例應該有50%的可能性會令你大吃一驚。聲明的含義
前面已經解釋過聲明是什么意思，在此由於成員函數的定義規則這種新的定義語法，必須重新考慮聲明的意思。注意一點，前面將一個函數的定義放到main函數定義的前面就可以不用再聲明那個函數了；同樣如果定義了某個變量，就不用再聲明那個變量了。這也就是說定義語句具有聲明的功能，但上面成員函數的定義語句卻不具有聲明的功能，下面來了解聲明的真正意思。
聲明是要求編譯器產生映射元素的語句。所謂的映射元素，就是前面介紹過的變量及函數，都只有3欄（或3個字段）：類型欄、名字欄和地址欄（成員變量類型的這一欄就放偏移值）。即編譯器每當看到聲明語句，就生成一個映射元素，並且將對應的地址欄空着，然后留下一些信息以告訴連接器——此.obj文件（編譯器編譯源文件后生成的文件，對於VC是.obj文件）需要一些符號，將這些符號找到后再修改並完善此.obj文件，最后連接。
回想之前說過的符號的意思，它就是一字符串，用於編譯器和連接器之間的通信。注意符號沒有類型，因為連接器只是負責查找符號並完善（因為有些映射元素的地址欄還是空的）中間文件（對於VC就是.obj文件），不進行語法分析，也就沒有什么類型。
定義是要求編譯器填充前面聲明沒有書寫的地址欄。也就是說某變量對應的地址，只有在其定義時才知道。因此實際的在棧上分配內存等工作都是由變量的定義完成的，所以才有聲明的變量並不分配內存。但應注意一個重點，定義是生成映射元素需要的地址，因此定義也就說明了它生成的是哪個映射元素的地址，而如果此時編譯器的映射表（即之前說的編譯器內部用於記錄映射元素的變量表、函數表等）中沒有那個映射元素，即還沒有相應元素的聲明出現過，那么編譯器將報錯。
但前面只寫一個變量或函數定義語句，它照樣正常並沒有報錯啊？實際很簡單，只需要將聲明和定義看成是一種語句，只不過是向編譯器提供的信息不同罷了。如：void ABC( float );和void ABC( float ){}，編譯器對它們相同看待。前者給出了函數的類型及類型名，因此編譯器就只填寫映射元素中的名字和類型兩欄。由於其后只接了個“;”，沒有給出此函數映射的代碼，因此編譯器無法填寫地址欄。而后者，給出了函數名、所屬類型以及映射的代碼（空的復合語句），因此編譯器得到了所有要填寫的信息進而將三欄的信息都填上了，結果就表現出定義語句完成了聲明的功能。
對於變量，如long a;。同上，這里給出了類型和名字，因此編譯器填寫了類型和名字兩欄。但變量對應的是棧上的某塊內存的首地址，這個首地址無法從代碼上表現出來（前面函數就通過在函數聲明的后面寫復合語句來表現相應函數對應的代碼所在的地址），而必須由編譯器內部通過計算獲得，因此才硬性規定上面那樣的書寫算作變量的定義，而要變量的聲明就需要在前面加extern。即上面那樣將導致編譯器進行內部計算進而得出相應的地址而填寫了映射元素的所有信息。
上面難免顯得故弄玄虛，那都是因為自定義類型的出現。考慮成員變量的定義，如：
struct ABC { long a, b; double c; };
上面給出了類型——long ABC::、long ABC::和double ABC::；給出了名字——ABC::a、ABC::b和ABC::c；給出了地址（即偏移）——0、4和8，因為是結構型自定義類型，故由此語句就可以得出各成員變量的偏移。上面得出三個信息，即可以填寫映射元素的所有信息，所以上面可以算作定義語句。對於成員函數，如下：
struct ABC { void AB( float ); };
上面給出了類型——void ( ABC:: )( float )；給出了名字——ABC::AB。不過由於沒有給出地址，因此無法填寫映射元素的所有信息，故上面是成員函數ABC::AB的聲明。按照前面說法，只要給出地址就可以了，而無需去管它是定義還是聲明，因此也就可以這樣：
struct ABC { void AB( float ){} };
上面給出類型和名字的同時，給出了地址，因此將可以完全填寫映射元素的所有信息，是定義。上面的用法有其特殊性，后面說明。注意，如果這時再在后面寫ABC::AB的定義語句，即如下，將錯誤：
struct ABC { void AB( float ){} };
void ABC::AB( float ) {}
上面將報錯，原因很簡單，因為后者只是定義，它只提供了ABC::AB對應的地址這一個信息，但映射元素中的地址欄已經填寫了，故編譯器將說重復定義。再單獨看成員函數的定義，它給出了類型void ( ABC:: )( float )，給出了名字ABC::AB，也給出了地址，但為什么說它只給出了地址這一信息？首先，名字ABC::AB是不符合標識符規則的，而類型修飾符ABC::必須通過類型定義符“{}”才能夠加上去，這在前面已多次說明。因此上面給出的信息是：給出了一個地址，這個地址是類型為void ( ABC:: )( float )，名字為ABC::AB的映射元素的地址。結果編譯器就查找這樣的映射元素，如果有，則填寫相應的地址欄，否則報錯，即只寫一個void ABC::AB( float ){}是錯誤的，在其前面必須先通過類型定義符“{}”聲明相應的映射元素。這也就是前面說的定義僅僅填充地址欄，並不生成映射元素。
聲明的作用
定義的作用很明顯了，有意義的映射（名字對地址）就是它來做，但聲明有什么用？它只是生成類型對名字，為什么非得要類型對名字？它只是告訴編譯器不要發出錯誤說變量或函數未定義？任何東西都有其存在的意義，先看下面這段代碼。
extern"C" long ABC( long a, long b );
void main(){ long c = ABC( 10, 20 ); }
假設上面代碼在a.cpp中書寫，編譯生成文件a.obj，沒有問題。但按照之前的說明，連接時將錯誤，因為找不到符號_ABC。因為名字_ABC對應的地址欄還空着。接着在VC中為a.cpp所在工程添加一個新的源文件b.cpp，如下書寫代碼。
extern"C" float ABC( float a ){ return a; }
編譯並連接，現在沒任何問題了，但相信你已經看出問題了——函數ABC的聲明和定義的類型不匹配，卻連接成功了？
注意上面關於連接的說明，連接時沒有類型，只管符號。上面用extern"C"使得a.obj要求_ABC的符號，而b.cpp提供_ABC的符號，剩余的就只是連接器將b.obj中_ABC對應的地址放到a.obj以完善a.obj，最后連接a.obj和b.obj。
那么上面什么結果，由於需要考慮函數的實現細節，這在《C++從零開始（十五）》中再說明，而這里只要注意到一件事：編譯器即使沒有地址也依舊可以生成代碼以實現函數操作符的功能——函數調用。之所以能這樣就是因為聲明時一定必須同時給出類型和名字，因為類型告訴編譯器，當某個操作符涉及到某個映射元素時，如何生成代碼來實現這個操作符的功能。也就是說，兩個char類型的數字乘法和兩個long類型的數字乘法編譯生成的代碼不同；對long ABC( long );的函數調用代碼和void ABC( float )的不同。即，操作符作用的數字類型的不同將導致編譯器生成的代碼不同。
那么上面為什么要將ABC的定義放到b.cpp中？因為各源文件之間的編譯是獨立的，如果放在a.cpp，編譯器就會發現已經有這么個映射元素，但類型卻不匹配，將報錯。而放到b.cpp中，使得由連接器來完善a.obj，到時將沒有類型的存在，只管符號。下面繼續。
struct ABC { long a, b; void AB( long tem1, long tem2 ); void ABCD(); };
void main(){ ABC a; a.AB( 10, 20 ); }
由上面的說法，這里雖然沒有給出ABC::AB的定義，但仍能編譯成功，沒有任何問題。仍假設上面代碼在a.cpp中，然后添加b.cpp，在其中書寫下面的代碼。
struct ABC { float b, a; void AB( long tem1, long tem2 ); long ABCD( float ); };
void ABC::AB( long tem1, long tem2 ){ a = tem1; b = tem2; }
這里定義了函數ABC::AB，注意如之前所說，由於這里的函數定義僅僅只是定義，所以必須在其前面書寫類型定義符“{}”以讓編譯器生成映射元素。但更應該注意這里將成員變量的位置換了，這樣b就映射的是0而a映射的是4了，並且還將a、b的類型換成了float，更和a.cpp中的定義大相徑庭。但沒有任何問題，編譯連接成功，a.AB( 10,20 );執行后a.a為0X41A00000，a.b為0X41200000，而*( float* )&a.a為20，*( flaot* )&a.b為10。
為什么？因為編譯器只在當前編譯的那個源文件中遵循類型匹配，而編譯另一個源文件時，編譯其他源文件所生成的映射元素全部無效。因此聲明將類型和名字綁定起來，而名字就代表了其所關聯的類型的地址類型的數字，而后繼代碼中所有操作這個數字的操作符的編譯生成都將受這個數字的類型的影響。即聲明是告訴編譯器如何生成代碼的，其不僅僅只是個語法上說明變量或函數的語句，它是不可或缺的。
還應注意上面兩個文件中的ABC::ABCD成員函數的聲明不同，而且整個工程中（即a.cpp和b.cpp中）都沒有ABC::ABCD的定義，卻仍能編譯連接成功，因為聲明並不是告訴編譯器已經有什么東西了，而是如何生成代碼。
頭文件
上面已經說明，如果有個自定義類型ABC，在a.cpp、b.cpp和c.cpp中都要使用它，則必須在a.cpp、b.cpp和c.cpp中，各自使用ABC之前用類型定義符“{}”重新定義一遍這個自定義類型。如果不小心如上面那樣在a.cpp和b.cpp中寫的定義不一樣，則將產生很難查找的錯誤。為此，C++提供了一個預編譯指令來幫忙。
預編譯指令就是在編譯之前執行的指令，它由預編譯器來解釋執行。預編譯器是另一個程序，一般情況，編譯器廠商都將其合並進了C++編譯器而只提供一個程序。在此說明預編譯指令中的包含指令——#include，其格式為#include <文件名>。應注意預編譯指令都必須單獨占一行，而<文件名>就是一個用雙引號或尖括號括起來的文件名，如：#include "abc.c"、#include "C:\abc.dsw"或#include 。它的作用很簡單，就是將引號或尖括號中書寫的文件名對應的文件以ANSI格式或MBCS格式（關於這兩個格式可參考《C++從零開始（五）》）解釋，並將內容原封不動地替換到#include所在的位置，比如下面是文件abc的內容。
struct ABC { long a, b; void AB( long tem1, long tem2 ); };
則前面的a.cpp可改為：
#include "abc"
void main() { ABC a; a.AB( 10, 20 ); }
而b.cpp可改為：
#include "abc"
void ABC::AB( long tem1, long tem2 ){ a = tem1; b = tem2; }
這時，就不會出現類似上面那樣在b.cpp中將自定義類型ABC的定義寫錯了而導致錯誤的結果（a.a為0X41A00000，a.b為0X41200000），進而a.AB( 10, 20 );執行后，a.a為10，a.b為20。
注意這里使用的是雙引號來括住文件名的，它表示當括住的只是一個文件名或相對路徑而沒有給出全路徑時，如上面的abc，則先搜索此時被編譯的源文件所在的目錄，然后搜索編譯器自定的包含目錄（如：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Vc7\include等），里面一般都放着編譯器自帶的SDK的頭文件（關於SDK，將在《C++從零開始（十八）》中說明），如果仍沒有找到，則報錯（注意，一般編譯器都提供了一些選項以使得除了上述的目錄外，還可以再搜索指定的目錄，不同的編譯器設定方式不同，在此不表）。
如果是用尖括號括起來，則表示先搜索編譯器自定的包含目錄，再源文件所在目錄。為什么要不同？只是為了防止自己起的文件名正好和編譯器的包含目錄下的文件重名而發生沖突，因為一旦找到文件，將不再搜索后繼目錄。
所以，一般的C++代碼中，如果要用到某個自定義類型，都將那個自定義類型的定義分別裝在兩個文件中，對於上面結構ABC，則應該生成兩個文件，分別為ABC.h和ABC.cpp，其中的ABC.h被稱作頭文件，而ABC.cpp則稱作源文件。頭文件里放的是聲明，而源文件中放的是定義，則ABC.h的內容就和前面的abc一樣，而ABC.cpp的內容就和b.cpp一樣。然后每當工程中某個源文件里要使用結構ABC時，就在那個源文件的開頭包含ABC.h，這樣就相當於將結構ABC的所有相關聲明都帶進了那個文件的編譯，比如前面的a.cpp就通過在開頭包含abc以聲明了結構ABC。
為什么還要生成一個ABC.cpp？如果將ABC::AB的定義語句也放到ABC.h中，則a.cpp要使用ABC，c.cpp也要使用ABC，所以a.cpp包含ABC.h，由於里面的ABC::AB的定義，生成一個符號?AB@ABC@@QAEXJJ@Z（對於VC）；同樣c.cpp的編譯也要生成這個符號，然后連接時，由於出現兩個相同的符號，連接器無法確定使用哪一個，報錯。因此專門定義一個ABC.cpp，將函數ABC::AB的定義放到ABC.obj中，這樣將只有一個符號生成，連接時也就不再報錯。
注意上面的struct ABC { void AB( float ){} };。如果將這個放在ABC.h中，由於在類型定義符中就已經將函數ABC::AB的定義給出，則將會同上，出現兩個相同的符號，然后連接失敗。為了避開這個問題，C++規定如上在類型定義符中直接書寫函數定義而定義的函數是inline函數，出於篇幅，下篇介紹。