Ваш анализ в основном правильный ... все включенные файлы развернуты на месте, а результирующий код - единица перевода - скомпилирован в объект, библиотеку или приложение.
Тем не менее, любые нетривиальные проекты опираются на символы (переменные, функции), определенные в других библиотеках, даже если только для таких вещей, как malloc (), socket (), file (), write () и т. Д., Предоставляемых языком или стандартные библиотеки операционной системы. Даже если вы не вызываете их напрямую, они нужны для реализации таких вещей, как new и iostream.
Когда ваш собственный проект становится больше, вы также захотите разделить свою функциональность на разные объекты или библиотеки, поскольку это делает функциональность более пригодной для повторного использования, независимо проверяемой и означает, что после некоторого изменения кода вы можете перекомпилировать только те объекты, аннулированные изменением, затем повторно связываются - что может быть значительно быстрее, чем перекомпиляция каждого бита кода во всем вашем проекте.
Ваш компилятор C ++ создает объекты (которые могут иметь или не иметь дополнительный интерфейс и код для создания из них библиотек или приложений) из единиц перевода - которые являются объединениями включенных файлов и файлов cpp, о которых вы упомянули - возможно импортировать и комбинировать это с символами из существующих статических библиотек или других объектов, которые вы упомянули в командной строке компилятора.
Для каждого из этих независимых объектов компилятор должен быть в состоянии сообщить новому коду, как получить доступ и использовать содержащиеся в нем символы; заголовочные файлы служат этой цели, рекламируя доступное содержимое объекта.
Файлы реализации (cpp) должны почти всегда сначала включать свой заголовочный файл, потому что компилятор тогда будет жаловаться, если есть некоторая несоответствие между содержимым объекта, которое он создает, и объявленным файлом заголовочного файла содержимым, которое код, использующий объект, позже будет ожидать , Для некоторых вещей, таких как классы, объявление класса должно просматриваться до того, как может быть указана реализация функции-члена, и, учитывая, что объявление класса необходимо клиентскому коду и, следовательно, в заголовке, на практике реализация также должна включать заголовок. (Я говорю, что cpp должен включать свой заголовок first , потому что компилятор потом будет жаловаться, если заголовок полагается на некоторый контент, который он не включает сам. В противном случае, если, скажем, cpp включает заголовок std :: string и заголовок использует его, но какой-то другой клиентский код пытается включить заголовок без включения строки, тогда компиляция завершится неудачей).
Файлы реализации могут включать в себя другие файлы реализации, но они не соответствуют общему разделу компиляции, описанному выше, поэтому могут запутать людей, привыкших к этому соглашению.