C语言程序设计 学习笔记 12.3 多个源代码文件、头文件、声明

时间:2024-04-02 17:04:48

我们经常在做“分而治之”的事情(多个.c文件):
1.main()里的代码太长了适合分成几个函数
2.一个源代码文件太长了适合分成几个文件
3.两个独立的源代码文件不能编译成可执行的程序

对于(1),我们可以举以下例子:
有个主函数main.c,有另外一个函数max.c(求最大值)

#include<stdio.h>
int max(int a,int b);
int main(){
	int a=5;
	int b=6;
	printf("%d\n",max(a,b));
	return 0;
}

对于上面直接编译,系统会报错:

undefined reference to `max(int, int)’

未定义的max引用

int max(int a,int b){
	return a>b?a:b;
}

对于上面编译,会说没有main();

要想将这两个联合在一起,需要做如下操作(DEV C++环境下)
文件-新建-项目-console application-取名叫max-选择C项目-确定-保存在刚刚main和max项目的目录中
然后能在如下界面-项目管理中看到刚刚创建的max,右键将自己的两个cpp/c文件放入
C语言程序设计 学习笔记 12.3 多个源代码文件、头文件、声明

加入后进行编译,编译通过,就可以使用了。

头文件
在刚刚的代码中,main函数中事先声明了max:

int max(int a,int b);

如果我们不想将多个函数声明也写在主函数中,就像#include<string.h>一样直接使用,那么可以自己手写一个头文件,在需要的时候引用它:
1.新建源文件(devc++会提示你是否在项目中增加新单元,选择yes,否则就是麻烦一点而已)
2.将我们声明的函数原型放入其中,并取名,文件格式是

max.h

然后将其分别在main函数、max函数中include进去

#include "max.h"

编译通过,可以运行。

全代码如下:

//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "max.h"

int main(){
	int a=5;
	int b=6;
	printf("%d\n",max(a,b));
	return 0;
}
//max.cpp
#include "max.h"
int max(int a,int b){
	return a>b?a:b;
}
//max.h
int max(int a,int b);

头文件
把函数原型放到一个头文件(以.h结尾)中,在需要调用这个函数的源代码文件(.c/.cpp文件)中#include这个头文件,就能让编译器在编译的时候知道函数的原型

#include
#include是一个编译预处理指令,和宏一样,在编译之前就处理了
它把那个文件的全部文本内容原封不动地插入到它所在的地方,所以也不是一定要在.c/.cpp文件的最前面#include

" "和< >
#include有两种形式来指出要插入的文件
" "要求编译器首先在当前目录(.c/.cpp文件所在的目录)寻找这个文件,如果没有,到编译器的指定的目录去找
< >让编译器只在指定的目录去找
编译器本身自己知道自己的标准库头文件在哪里(string.h、iostream等)
环境变量和编译器命令行参数也可以指定寻找头文件的目录

#Include的误区
#include不是用来引入库的
stdio.h里只有printf的原型,printf的代码在另外的地方,某个lib(windows)或.a(unix)中
现在的C语言编译器默认会引入所有的标准库
#include<stdio.h>只是为了让编译器知道printf函数的原型,保证你调用时给出的参数值是正确的类型

头文件
在使用和定义这个函数的地方都应该有#include这个头文件
一般的做法是任何.c都有对应的同名的.h,把所有对外公开的函数的原型和全局变量的声明都放进去

不对外公开的函数
在函数前面加上static就使得它成为只能在所在的编译单元中被使用的函数
在全局变量前面加上static就使得它成为只能在所在的编译单元中被使用的全局变量

声明
如果我想在某文件中使用一个全局变量(A文件中使用B文件的一个变量)
那么可以在.h文件中声明该变量

extern int gAll;

变量的声明
int i;是变量的定义
extern int i;是变量的声明

声明的定义
声明是不产生代码的东西(函数原型、变量声明、结构声明、宏声明、枚举声明、类型声明、inline函数)
定义是产生代码的东西

头文件
只有声明可以被放在头文件中,否则会造成一个项目中多个编译单元里有重名的实体(某些编译器允许几个编译单元中存在同名的函数,或者用weak修饰符来强调这种存在)

重复声明
同一个编译单元里,同名的结构不能被重复声明
如果你的头文件里有结构的声明,很难这个头文件不会再一个编译单元里被#include多次
所以需要“标准头文件结构”
上述的意思举例:
我有max.h和min.h两个头文件,里面的内容是这样:

//max.h
int max(int a,int b);
struct Node{
	int a;
	char *b;
}; 
//min.h
#include "max.h"
//main.cpp
#include <stdio.h>
#include "max.h"
#include "min.h" 

int main(){
	int a=5;
	int b=6;
	printf("%d\n",max(a,b));
	return 0;
}

编译会报

[Error] redefinition of ‘struct Node’

重复定义了struct node。
这在大型项目中经常会遇到这种情况。

所以这时候需要“标准头文件结构
在max.h中修改代码如下:

#ifndef _MAX_H_
#define _MAX_H_
 
int max(int a,int b);
struct Node{
	int a;
	char *b;
}; 

#endif

再次编译,编译成功。

意思是,如果(if)我们没有定义(ndef)MAX_H(名字自己取,取得特殊一点易于和代码内容区分开),那么系统就帮助我们定义_MAX_H_,并附有下面的代码,直到#endif为止

所以在我们#include"min.h"的时候,因为之前已经#include"max.h",并定义了_MAX_H_,所以min的ifndef生效,不发动,直到endif为止。

运用条件编译和宏,保证这个头文件在一个编译单元中只会被#include一次
#pragma once也能起到相同的作用,但并不是所有的编译器都支持