Γιατί δεν γράφουμε κώδικα στο αρχείο κεφαλίδας;

Ο κώδικας σε αρχεία επικεφαλίδας (.h ή .hpp σε C++) δεν τοποθετείται για τους ακόλουθους λόγους:

1. Παραβίαση του κανόνα μιας μόνο ορισμού (One Definition Rule - ODR). Όταν πολλά αρχεία .cpp περιλαμβάνουν ένα αρχείο επικεφαλίδας που περιέχει εκτελέσιμο κώδικα, αυτός ο κώδικας ορίζεται περισσότερες από μία φορές, οδηγώντας σε σφάλμα σύνδεσης (multiple definition). Η εξαίρεση είναι οι συναρτήσεις inline και τα πρότυπα κλάσεων/συναρτήσεων, που πρέπει να ορίζονται σε κάθε μεταφραστικό μονάδα όπου χρησιμοποιούνται.

   // example.h
   int g_counter = 0; // Παγκόσμια μεταβλητή - παραβίαση ODR
   
   void my_function() { // Συνάρτηση - παραβίαση ODR
       // κώδικας
   }
   
   inline void my_inline_function() { // inline συνάρτηση - εξαίρεση
       // κώδικας
   }
   
   template<typename T>
   void process(T value) { // πρότυπο συνάρτησης - εξαίρεση
       // κώδικας
   }
   

2. Αύξηση του χρόνου μεταγλώττισης. Κάθε φορά που περιλαμβάνεται ένα αρχείο επικεφαλίδας, ο μεταγλωττιστής το επεξεργάζεται ξανά. Η τοποθέτηση κώδικα σε αρχεία επικεφαλίδας αυξάνει τον φόρτο εργασίας του μεταγλωττιστή, επιβραδύνοντας τη διαδικασία κατασκευής του έργου, ειδικά σε μεγάλα έργα.

3. Πολυπλοκότητα στη συντήρηση και τις δοκιμές. Ο κώδικας που διασκορπίζεται σε αρχεία επικεφαλίδας γίνεται λιγότερο αρθρωτός. Αυτό καθιστά πιο δύσκολη τη δοκιμή μεμονωμένων συστατικών και την ανεξάρτητη τροποποίησή τους.

4. Κίνδυνος κυκλικών περιλήψεων (include loops). Μη σωστή οργάνωση των περιλήψεων με κώδικα σε αρχεία επικεφαλίδας μπορεί να οδηγήσει σε κυκλικές εξαρτήσεις και προβλήματα μεταγλώττισης.

Στα αρχεία επικεφαλίδας δηλώνονται συνήθως:

• Κλάσεις (ορισμοί, αλλά όχι υλοποιήσεις μεθόδων)
• Συναρτήσεις (πρωτότυπα)
• Παγκόσμιες μεταβλητές (με extern)
• Σταθερές
• Πρότυπα κλάσεων και συναρτήσεων (πλήρεις ορισμοί)
• inline συναρτήσεις (πλήρεις ορισμοί)
• Τύποι δεδομένων (struct, enum, typedef, using)
• Χώροι ονομάτων (namespace)

Η υλοποίηση του κώδικα (σώματα συναρτήσεων, ορισμοί στατικών μελών κλάσεων και παγκόσμιων μεταβλητών) τοποθετείται στα αντίστοιχα αρχεία υλοποίησης (.cpp).