2022年C头文件 .pdf

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1、C 语言头文件的作用最近在工作当中遇到了一点小问题,关于 C 语言头文件的应用问题,主要还是关于全局变量的定义和声明问题.学习 C 语言已经有好几年了,工作使用也近半年了,但是对于这部分的东西的确还没有深入的思考过.概念上还是比较模糊的,只是之前的使用大多比较简单,并没有牵涉到太复杂的工程 ,所以定义和声明还是比较简单而明了了的.但是最近的大工程让我在这方面吃到了一点点苦头 ,虽然看了别人的代码能够很快的改正,但是这些改正背后的原因却不知道.我想大多数喜欢 C 语言的程序员应该是和我一样的,总喜欢去追究程序问题背后的底层原因,而这也恰恰是我喜欢 C 语言的最根本的原因.今天看过janders老

2、兄在 csdn上的一篇文章后,理解的确加深了很多,而且还学到一些以前不怎么知道的知识 .现将文章转载过来,并对文章当中的一些拼写错误做了简单的纠正,同时对文字及布局做了少许修改 .C 语言中的 .h 文件和我认识由来已久，其使用方法虽不十分复杂，但我却是经过了几个月的 “ 不懂” 时期，几年的 “ 一知半解 ” 时期才逐渐认识清楚他的本来面目。揪其原因， 我的驽钝和好学而不求甚解固然是原因之一，但另外还有其他原因。原因一：对于较小的项目，其作用不易被充分开发，换句话说就是即使不知道他的详细使用方法，项目照样进行，程序在计算机上照样跑。原因二：现在的各种 C 语言书籍都是只对C 语言的语法进行详

3、细的不能再详细的说明，但对于整个程序的文件组织构架却只字不提，找了好几本比较著名的C 语言著作，却没有一个把 .h 文件的用法写的比较透彻的。 下面我就斗胆提笔， 来按照我对 .h的认识思路，向大家介绍一下。让我们的思绪乘着时间机器回到大学一年级。C 原来老师正在讲台上讲着我们的第一个 C 语言程序 : Hello world!文件名 First.cmain()printf(“ Hello world!” );例程-1看看上面的程序，没有 .h 文件。是的，就是没有，世界上的万物都是经历从没有到有的过程的，我们对.h 的认识，我想也需要从这个步骤开始。这时确实不需要 .h 文件，因为这个程序太

4、简单了，根本就不需要。那么如何才能需要呢？让我们把这个程序变得稍微复杂些，请看下面这个，文件名 First.c printStr() printf(“ Hello world!” );名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - main()printStr();例程-2还是没有 , 那就让我们把这个程序再稍微改动一下.文件名 First.cmain()printStr(); printStr() printf(“ Hello

5、 world!” );例程-3等等，不就是改变了个顺序嘛 , 但结果确是十分不同的 . 让我们编译一下例程 -2和例程 -3, 你会发现例程 -3 是编译不过的 .这时需要我们来认识一下另一个C 语言中的概念 :作用域 . 我们在这里只讲述与 .h 文件相关的顶层作用域 , 顶层作用域就是从声明点延伸到源程序文本结束 , 就 printStr()这个函数来说，他没有单独的声明,只有定义,那么就从他定义的行开始,到 first.c文件结束 , 也就是说 ,在在例程 -2 的main() 函数的引用点上 ,已经是他的作用域 . 例程-3 的 main() 函数的引用点上，还不是他的作用域 ,所以会

6、编译出错 . 这种情况怎么办呢 ? 有两种方法,一个就是让我们回到例程 -2, 顺序对我们来说没什么 , 谁先谁后不一样呢， 只要能编译通过 ,程序能运行 , 就让 main()文件总是放到最后吧 . 那就让我们来看另一个例程 ,让我们看看这个方法是不是在任何时候都会起作用.文件名 First.cplay2(). play1();.play1(). play2(); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - main()p

7、lay1();例程-4也许大部分都会看出来了， 这就是经常用到的一种算法, 函数嵌套 , 那么让我们看看 , play1和 play2这两个函数哪个放到前面呢? 这时就需要我们来使用第二种方法,使用声明 . 文件名 First.cplay1();play2();play2(). play1();.play1(). play2();main()play1();例程-4经历了我的半天的唠叨 , 加上四个例程的说明 ,我们终于开始了用量变引起的质变 , 这篇文章的主题 .h 文件快要出现了。一个大型的软件项目 ,可能有几千个 ,上万个 play, 而不只是 play1,play2这么简单 , 这样就

8、可能有 N 个类似 play1(); play2(); 这样的声明 , 这个时候就需要我们想办法把这样的play1(); play2(); 也另行管理 , 而不是把他放在.c 文件中 , 于是.h 文件出现了 .文件名 First.hplay1();play2();文件名 First.C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - #include “ first.h”play2(). play1();.play1(); .p

9、lay2();main()play1();例程-4各位有可能会说 ,这位 janders大虾也太罗嗦了，上面这些我也知道, 你还讲了这么半天 , 请原谅 , 如果说上面的内容80% 的人都知道的话 ,那么我保证 ,下面的内容 ,80% 的人都不完全知道 . 而且这也是我讲述一件事的一贯作风,我总是想把一个东西说明白,让那些刚刚接触C 的人也一样明白 .上面是 .h 文件的最基本的功能 , 那么.h 文件还有什么别的功能呢? 让我来描述一下我手头的一个项目吧.这个项目已经做了有10 年以上了，具体多少年我们部门的人谁都说不太准确,况且时间并不是最主要的，不再详查了。是一个通讯设备的前台软件, 源

10、文件大小共51.6M, 大小共 1601 个文件 , 编译后大约 10M, 其庞大可想而知, 在这里充斥着错综复杂的调用关系,如在 second.c中还有一个函数需要调用 first.c文件中的 play1 函数, 如何实现呢 ? Second.h 文件play1();second.c文件*().Play();.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 例程 -5在 second.h文件内声明 play1 函数，怎么能调用

11、到first.c文件中的哪个play1 函数中呢 ? 是不是搞错了，没有搞错 , 这里涉及到 c 语言的另一个特性 :存储类说明符 .C 语言的存储类说明符有以下几个, 我来列表说明一下说明符用法Auto只在块内变量声明中被允许, 表示变量具有本地生存期.Extern出现在顶层或块的外部变量函数与变量声明中，表示声明的对象具有静态生存期 , 连接程序知道其名字 .Static可以放在函数与变量声明中,在函数定义时 ,只用于指定函数名 ,而不将函数导出到链接程序 ,在函数声明中 ,表示其后边会有定义声明的函数,存储类型 static. 在数据声明中 ,总是表示定义的声明不导出到连接程序.无疑,

12、在例程 -5 中的 second.h和 first.h中,需要我们用 extern标志符来修饰 play1 函数的声明 ,这样,play1()函数就可以被导出到连接程序, 也就是实现了无论在 first.c文件中调用 ,还是在 second.c文件中调用 ,连接程序都会很聪明的按照我们的意愿 ,把他连接到 first.c文件中的 play1 函数的定义上去 , 而不必我们在 second.c文件中也要再写一个一样的play1函数.但随之有一个小问题 , 在例程-5 中,我们并没有用 extern标志符来修饰play1 啊, 这里涉及到另一个问题 , C 语言中有默认的存储类标志符. C99 中

13、规定, 所有顶层的默认存储类标志符都是extern . 原来如此啊 , 哈哈 . 回想一下例程-4, 也是好险 , 我们在无知的情况下 , 竟然也误打误撞 ,用到了 extern修饰符, 否则在 first.h中声明的 play1 函数如果不被连接程序导出,那么我们在在play2()中调用他时 , 是找不到其实际定义位置的 .那么我们如何来区分哪个头文件中的声明在其对应的.c文件中有定义,而哪个又没有呢 ?这也许不是必须的，因为无论在哪个文件中定义，聪明的连接程序都会义无返顾的帮我们找到， 并导出到连接程序 , 但我觉得他确实必要的 . 因为我们需要知道这个函数的具体内容是什么,有什么功能 ,

14、 有了新需求后我也许要修改他， 我需要在短时间内能找到这个函数的定义, 那么我来介绍一下在C 语言中一个人为的规范 :在.h文件中声明的函数,如果在其对应的.c文件中有定义,那么我们在声明这个函数时,不使用extern修饰符, 如果反之,则必须显示使用extern修饰符.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 这样,在 C 语言的 .h 文件中 ,我们会看到两种类型的函数声明. 带 extern的,还不带 extern的

15、, 简单明了 ,一个是引用外部函数， 一个是自己生命并定义的函数.最终如下 :Second.h 文件Extern play1();上面洋洋洒洒写了那么多都是针对函数的，而实际上 .h 文件却不是为函数所御用的 . 打开我们项目的一个 .h 文件我们发现除了函数外,还有其他的东西 , 那就是全局变量 . 在大型项目中，对全局变量的使用不可避免, 比如,在 first.c中需要使用一个全局变量 G_test, 那么我们可以在 first.h中,定义 TPYE G_test. 与对函数的使用类似 , 在 second.c中我们的开发人员发现他也需要使用这个全局变量, 而且要与 first.c中一样的

16、那个 , 如何处理 ? 对,我们可以仿照函数中的处理方法, 在 second.h中再次声明 TPYE G_test, 根据 extern的用法 ,以及 c 语言中默认的存储类型 , 在两个头文件中声明的TPYE G_test,其实其存储类型都是extern, 也就是说不必我们操心 , 连接程序会帮助我们处理一切. 但我们又如何区分全局变量哪个是定义声明,哪个是引用声明呢 ?这个比函数要复杂一些 , 一般在 C 语言中有如下几种模型来区分:1、初始化语句模型顶层声明中， 存在初始化语句是， 表示这个声明是定义声明， 其他声明是引用声明。C 语言的所有文件之中，只能有一个定义声明。按照这个模型，我

17、们可以在first.h中定义如下 TPYE G_test=1；那么就确定在 first 中的是定义声明，在其他的所有声明都是引用声明。2、省略存储类型说明在这个模型中， 所有引用声明要显示的包括存储类extern，而每个外部变量的唯一定义声明中省略存储类说明符。这个与我们对函数的处理方法类似，不再举例说明。这里还有一个需要说明，本来与本文并不十分相关，但前一段有个朋友遇到此问题，相信很多人都会遇到，那就是数组全局变量。他遇到的问题如下：在声明定义时，定义数组如下：int G_glob100;在另一个文件中引用声明如下：int * G_glob;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

18、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 在 vc 中，是可以编译通过的，这种情况大家都比较模糊并且需要注意，数组与指针类似， 但并不等于说对数组的声明起变量就是指针。上面所说的的程序在运行时发现了问题， 在引用声明的那个文件中， 使用这个指针时总是提示内存访问错误， 原来我们的连接程序并不把指针与数组等同，连接时，也不把他们当做同一个定义， 而是认为是不相关的两个定义，当然会出现错误。 正确的使用方法是在引用声明中声明如下：int G_glob100;并且最好再加上一个

19、extern ，更加明了。extern int G_glob100;另外需要说明的是，在引用声明中由于不需要涉及到内存分配，可以简化如下，这样在需要对全局变量的长度进行修改时，不用把所有的引用声明也全部修改了。extern int G_glob;C 语言是现今为止在底层核心编程中，使用最广泛的语言，以前是，以后也不会有太大改变， 虽然现在 java,.net等语言和工具对 c 有了一定冲击， 但我们看到在计算机最为核心的地方， 其他语言是无论如何也代替不了的，而这个领域也正是我们对计算机痴迷的程序员所向往的。好了,看完文章 ,对与 C 语言头文件的作用应该有了跟多的理解吧,如果这些你原本都知道

20、了, 那么仅当是温习一下而已,如果原本不知道,那么恭喜你 , 现在又学到一些技巧和知识. 对于全局变量的定义和声明, 其实还有另外一个解决的方法,聪明的你可能早已经猜到了:), 没错 ,就是用宏定义的技巧实现. 比如 a.h 文件当中有 : #ifdef AAA int i=0; #else int i; #endif 那么,在 a.c 文件当中 ,有如下语句 : . #define AAA #include a.h. 而对于其他的任何包含a.h 文件的头文件或者.c 源文件 ,只需要直接包含a.h 就行了. #include a.h名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

21、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - . 这样就可以达到在a.c 文件当中定义变量一次,而在其他的文件当中声明该变量的目的.当然了 ,你完全可以根据自己的需要来决定在哪个需要包含a.h 的文件当中定义宏AAA, 但是我要说的是在同一个工程的不同的需要包含a.h的文件当中 , 你只能定义AAA 一次 ,否则在连接这些目标文件时会出现重复定义的错误,即使你的单独目标文件编译没有任何的问题. 当然,这里说的仅仅是对全局变量的声明技巧,强烈的推介大家在头文件中使用宏定义实现对整个头文件

22、的防止重复包含,当然了 , 这个技巧大多数的 c 语言程序员都懂. #ifndef XXX #define XXX #endif这样做会让你的程序更加稳健, 很大程度上减少了不必要的麻烦.最后给出一点点全局变量使用需要注意的问题,这也仅仅是个建议,或者说一种编程习惯;) 1) 所有全局变量全部以g_ 开头 ,并且尽可能声明成static类型 . 2) 尽量杜绝跨文件访问全局变量. 如果的确需要在多个文件内访问同一变量,应该由该变量定义所在文件内提供GET/PUT函数实现 . 3) 全局变量必须要有一个初始值, 全局变量尽量放在一个专门的函数内初始化. 4) 如调用的函数少于三个,请考虑改为局部变量实现. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -