C語言頭文件詳解

1、C語言頭文件詳解 C語言頭文件詳解 C語言中的.h文件和我認(rèn)識(shí)由來已久，其使用方法雖不十分復(fù)雜，但我卻是經(jīng)過了幾個(gè)月的“不懂”時(shí)期，幾年的“一知半解”時(shí)期才逐漸認(rèn)識(shí)清楚他的本來面目。揪其原因，我的駑鈍和好學(xué)而不求甚解固然是原因之一，但另外還有其他原因。原因一：對(duì)于較小的項(xiàng)目，其作用不易被充分開發(fā)，換句話說就是即使不知道他的詳細(xì)使用方法，項(xiàng)目照樣進(jìn)行，程序在計(jì)算機(jī)上照樣跑。 原因二：現(xiàn)在的各種C語言書籍都是只對(duì)C語言的語法進(jìn)行詳細(xì)的不能再詳細(xì)的說明，但對(duì)于整個(gè)程序的文件組織構(gòu)架卻只字不提，找了好幾本比較著名的C語言著作，卻沒有一個(gè)把.h文件的用法寫的比較透徹的。下面我就斗膽提筆，來按照我對(duì).h的

2、認(rèn)識(shí)思路，向大家介紹一下。讓我們的思緒乘著時(shí)間機(jī)器回到大學(xué)一年級(jí)。C原來老師正在講臺(tái)上講著我們的第一個(gè)C語言程序: Hello world!文件名 First.cmain()printf(“Hello world!”);例程-1看看上面的程序，沒有.h文件。是的，就是沒有，世界上的萬物都是經(jīng)歷從沒有到有的過程的，我們對(duì).h的認(rèn)識(shí)，我想也需要從這個(gè)步驟開始。這時(shí)確實(shí)不需要.h文件，因?yàn)檫@個(gè)程序太簡單了，根本就不需要。那么如何才能需要呢？讓我們把這個(gè)程序變得稍微復(fù)雜些，請(qǐng)看下面這個(gè)，文件名 First.cprintStr()printf(“Hello world!”);main()printStr

3、()例程-2還是沒有, 那就讓我們把這個(gè)程序再稍微改動(dòng)一下.文件名 First.cmain()printStr()printStr()printf(“Hello world!”);例程-3等等，不就是改變了個(gè)順序嘛, 但結(jié)果確是十分不同的. 讓我們編譯一下例程-2和例程-3,你會(huì)發(fā)現(xiàn)例程-3是編譯不過的.這時(shí)需要我們來認(rèn)識(shí)一下另一個(gè)C語言中的概念:作用域.我們?cè)谶@里只講述與.h文件相關(guān)的頂層作用域, 頂層作用域就是從聲明點(diǎn)延伸到源程序文本結(jié)束, 就printStr()這個(gè)函數(shù)來說，他沒有單獨(dú)的聲明,只有定義,那么就從他定義的行開始,到first.c文件結(jié)束, 也就是說,在在例程-2的main(

4、)函數(shù)的引用點(diǎn)上,已經(jīng)是他的作用域. 例程-3的main()函數(shù)的引用點(diǎn)上，還不是他的作用域,所以會(huì)編譯出錯(cuò). 這種情況怎么辦呢? 有兩種方法 ,一個(gè)就是讓我們回到例程-2, 順序?qū)ξ覀儊碚f沒什么, 誰先誰后不一樣呢，只要能編譯通過,程序能運(yùn)行, 就讓main()文件總是放到最后吧. 那就讓我們來看另一個(gè)例程,讓我們看看這個(gè)方法是不是在任何時(shí)候都會(huì)起作用.文件名 First.cplay2().play1().play1() .play2();main()play1()例程-4也許大部分都會(huì)看出來了，這就是經(jīng)常用到的一種算法, 函數(shù)嵌套, 那么讓我們看看, play1和play2這兩個(gè)函數(shù)哪個(gè)放

5、到前面呢?這時(shí)就需要我們來使用第二種方法,使用聲明.文件名 First.cplay1();play2();play2().play1().play1().play2();main()play1()例程-4經(jīng)歷了我的半天的嘮叨, 加上四個(gè)例程的說明,我們終于開始了用量變引起的質(zhì)變, 這篇文章的主題.h文件快要出現(xiàn)了。一個(gè)大型的軟件項(xiàng)目,可能有幾千個(gè),上萬個(gè)play, 而不只是play1,play2這么簡單, 這樣就可能有N個(gè)類似 play1(); play2(); 這樣的聲明, 這個(gè)時(shí)候就需要我們想辦法把這樣的play1(); play2(); 也另行管理, 而不是把他放在.c文件中, 于是.h

6、文件出現(xiàn)了.文件名 First.hplay1();play2();文件名 First.C#include “first.h”play2().play1().play1().play2();main()play1()例程-4各位有可能會(huì)說,這位janders大蝦也太羅嗦了，上面這些我也知道, 你還講了這么半天, 請(qǐng)?jiān)?如果說上面的內(nèi)容80%的人都知道的話,那么我保證,下面的內(nèi)容,80%的人都不完全知道. 而且這也是我講述一件事的一貫作風(fēng),我總是想把一個(gè)東西說明白,讓那些剛剛接觸C的人也一樣明白.上面是.h文件的最基本的功能, 那么.h文件還有什么別的功能呢? 讓我來描述一下我手頭的一個(gè)項(xiàng)目吧.

7、這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)做了有10年以上了，具體多少年我們部門的人誰都說不太準(zhǔn)確,況且時(shí)間并不是最主要的，不再詳查了。 是一個(gè)通訊設(shè)備的前臺(tái)軟件, 源文件大小共 51.6M, 大小共1601個(gè)文件, 編譯后大約10M, 其龐大可想而知, 在這里充斥著錯(cuò)綜復(fù)雜的調(diào)用關(guān)系,如在second.c中還有一個(gè)函數(shù)需要調(diào)用first.c文件中的play1函數(shù), 如何實(shí)現(xiàn)呢?Sencond.h 文件play1();sencond.c文件*().Play();.例程-5在sencond.h文件內(nèi)聲明play1函數(shù)，怎么能調(diào)用到first.c文件中的哪個(gè)play1函數(shù)中呢? 是不是搞錯(cuò)了，沒有搞錯(cuò), 這里涉及到c語言的另一

8、個(gè)特性:存儲(chǔ)類說明符.C語言的存儲(chǔ)類說明符有以下幾個(gè), 我來列表說明一下說明符 用法Auto 只在塊內(nèi)變量聲明中被允許, 表示變量具有本地生存期.Extern 出現(xiàn)在頂層 或塊的外部變量函數(shù)與變量聲明中，表示聲明的對(duì)象具有靜態(tài)生存期, 連接程序知道其名字.Static 可以放在函數(shù)與變量聲明中. 在函數(shù)定義時(shí), 其只用于指定函數(shù)名,而不將函數(shù)導(dǎo)出到連接程序. 在函數(shù)聲明中,表示其后面會(huì)有定義聲明的函數(shù), 存儲(chǔ)類為static. 在數(shù)據(jù)聲明中, 總是表示定義的聲明不導(dǎo)出到連接程序.無疑, 在例程-5中的second.h和first.h中,需要我們用extern標(biāo)志符來修飾play1函數(shù)的聲明,這

9、樣,play1()函數(shù)就可以被導(dǎo)出到連接程序, 也就是實(shí)現(xiàn)了無論在first.c文件中調(diào)用,還是在second.c文件中調(diào)用,連接程序都會(huì)很聰明的按照我們的意愿,把他連接到first.c文件中的play1函數(shù)的定義上去, 而不必我們?cè)趕econd.c文件中也要再寫一個(gè)一樣的play1函數(shù).但隨之有一個(gè)小問題, 在例程-5中,我們并沒有用extern標(biāo)志符來修飾play1啊, 這里涉及到另一個(gè)問題, C語言中有默認(rèn)的存儲(chǔ)類標(biāo)志符. C99中規(guī)定, 所有頂層的默認(rèn)存儲(chǔ)類標(biāo)志符都是extern . 原來如此啊, 哈哈. 回想一下例程-4, 也是好險(xiǎn), 我們?cè)跓o知的情況下, 竟然也誤打誤撞,用到了ex

10、tern修飾符, 否則在first.h中聲明的play1函數(shù)如果不被連接程序?qū)С?那么我們?cè)谠趐lay2()中調(diào)用他時(shí), 是找不到其實(shí)際定義位置的 .那么我們?nèi)绾蝸韰^(qū)分哪個(gè)頭文件中的聲明在其對(duì)應(yīng)的.c文件中有定義,而哪個(gè)又沒有呢? 這也許不是必須的，因?yàn)闊o論在哪個(gè)文件中定義，聰明的連接程序都會(huì)義無返顧的幫我們找到，并導(dǎo)出到連接程序, 但我覺得他確實(shí)必要的. 因?yàn)槲覀冃枰肋@個(gè)函數(shù)的具體內(nèi)容是什么,有什么功能, 有了新需求后我也許要修改他， 我需要在短時(shí)間內(nèi)能找到這個(gè)函數(shù)的定義, 那么我來介紹一下在C語言中一個(gè)人為的規(guī)范:在.h文件中聲明的函數(shù),如果在其對(duì)應(yīng)的.c文件中有定義,那么我們?cè)诼暶鬟@

11、個(gè)函數(shù)時(shí),不使用extern修飾符, 如果反之,則必須顯示使用extern修飾符.這樣,在C語言的.h文件中,我們會(huì)看到兩種類型的函數(shù)聲明. 帶extern的,還不帶extern的, 簡單明了,一個(gè)是引用外部函數(shù)，一個(gè)是自己生命并定義的函數(shù).最終如下:Sencond.h 文件Extern play1();上面洋洋灑灑寫了那么多都是針對(duì)函數(shù)的，而實(shí)際上.h文件卻不是為函數(shù)所御用的. 打開我們項(xiàng)目的一個(gè).h文件我們發(fā)現(xiàn)除了函數(shù)外,還有其他的東西, 那就是全局變量. 在大型項(xiàng)目中，對(duì)全局變量的使用不可避免, 比如,在first.c中需要使用一個(gè)全局變量G_test, 那么我們可以在first.h中,

12、定義 TPYE G_test. 與對(duì)函數(shù)的使用類似, 在second.c中我們的開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)他也需要使用這個(gè)全局變量, 而且要與first.c中一樣的那個(gè), 如何處理? 對(duì),我們可以仿照函數(shù)中的處理方法,在second.h中再次聲明TPYE G_test, 根據(jù)extern的用法,以及c語言中默認(rèn)的存儲(chǔ)類型, 在兩個(gè)頭文件中聲明的TPYE G_test,其實(shí)其存儲(chǔ)類型都是extern, 也就是說不必我們操心, 連接程序會(huì)幫助我們處理一切. 但我們又如何區(qū)分全局變量哪個(gè)是定義聲明,哪個(gè)是引用聲明呢?這個(gè)比函數(shù)要復(fù)雜一些, 一般在C語言中有如下幾種模型來區(qū)分:1、 初始化語句模型頂層聲明中，存在初

13、始化語句是，表示這個(gè)聲明是定義聲明，其他聲明是引用聲明。C語言的所有文件之中，只能有一個(gè)定義聲明。按照這個(gè)模型，我們可以在first.h中定義如下TPYE G_test=1；那么就確定在first中的是定義聲明，在其他的所有聲明都是引用聲明。2、 省略存儲(chǔ)類型說明在這個(gè)模型中，所有引用聲明要顯示的包括存儲(chǔ)類extern， 而每個(gè)外部變量的唯一定義聲明中省略存儲(chǔ)類說明符。這個(gè)與我們對(duì)函數(shù)的處理方法類似，不再舉例說明。這里還有一個(gè)需要說明，本來與本文并不十分相關(guān)，但前一段有個(gè)朋友遇到此問題，相信很多人都會(huì)遇到， 那就是數(shù)組全局變量。他遇到的問題如下：在聲明定義時(shí)，定義數(shù)組如下：int G_glob100;在另一個(gè)文件中引用聲明如下：int * G_glob;在vc中，是可以編譯通過的， 這種情況大家都比較模糊并且需要注意，數(shù)組與指針類似，但并不等于說對(duì)數(shù)組的聲明起變量就是指針。 上面所說的的程序在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)了問題，在引用聲明的那個(gè)文件中，使用這個(gè)指針時(shí)總是提示內(nèi)存訪問錯(cuò)誤，原來我們的連接程序并不把指針與數(shù)組等同，連接時(shí)，也不把他們當(dāng)做同一個(gè)定義，而是認(rèn)為是不相關(guān)的兩個(gè)定義，當(dāng)然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。正確的使用方法是在引用聲明中聲明如下：int G_glob10;并且最好再加上一個(gè)extern，更加明了。extern int G_glob