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C語言

C語言項(xiàng)目中.h文件和.c文件的關(guān)系詳解

時(shí)間:2025-06-04 20:25:16 C語言 我要投稿
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C語言項(xiàng)目中.h文件和.c文件的關(guān)系詳解

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  在編譯器只認(rèn)識.c(.cpp))文件,而不知道.h是何物的年代,那時(shí)的人們寫了很多的.c(.cpp)文件,漸漸地,人們發(fā)現(xiàn)在很多.c(.cpp)文件中的聲明語句就是相同的,但他們卻不得不一個(gè)字一個(gè)字地重復(fù)地將這些內(nèi)容敲入每個(gè).c(.cpp)文件。但更為恐怖的是,當(dāng)其中一個(gè)聲明有變更時(shí),就需要檢查所有的.c(.cpp)文件。

  于是人們將重復(fù)的部分提取出來,放在一個(gè)新文件里,然后在需要的.c(.cpp)文件中敲入#include XXXX這樣的語句。這樣即使某個(gè)聲明發(fā)生了變更,也再不需要到處尋找與修改了。因?yàn)檫@個(gè)新文件,經(jīng)常被放在.c(.cpp)文件的頭部,所以就給它起名叫做“頭文件”,擴(kuò)展名是.h。

  在我們語言的初學(xué)階段,往往我們的程序只有一個(gè).c的文件或這很少的幾個(gè),這時(shí)我們就很少遇到頭文件組織這個(gè)頭疼的問題,隨著我們程序的增加,代碼 量到了幾千行甚至幾萬行,文件數(shù)也越來越多。這時(shí)這些文件的組織就成了一個(gè)問題,其實(shí)說白了這些文件的組織問題從理論上來說是軟件工程中的模塊設(shè)計(jì)等等的問題。

  頭文件的作用的簡短描述:

 。1)通過頭文件來調(diào)用庫功能。在很多場合,源代碼不便(或不準(zhǔn))向用戶公布,只要向用戶提供頭文件和二進(jìn)制的庫即可。用戶只需要按照頭文件中的接口聲明來調(diào)用庫功能,而不必關(guān)心接口怎么實(shí)現(xiàn)的。編譯器會從庫中提取相應(yīng)的代碼。

 。2)頭文件能加強(qiáng)類型安全檢查。如果某個(gè)接口被實(shí)現(xiàn)或被使用時(shí),其方式與頭文件中的聲明不一致,編譯器就會指出錯(cuò)誤,這一簡單的規(guī)則能大大減輕程序員調(diào)試、改錯(cuò)的負(fù)擔(dān)。

  比方說 我在aaa.h里定義了一個(gè)函數(shù)的聲明,然后我在aaa.h的同一個(gè)目錄下建立aaa.c , aaa.c里定義了這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn),然后是在main函數(shù)所在.c文件里#include這個(gè)aaa.h  然后我就可以使用這個(gè)函數(shù)了。 main在運(yùn)行時(shí)就會找到這個(gè)定義了這個(gè)函數(shù)的aaa.c文件。這是因?yàn)椋簃ain函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)C/C++的程序入口,編譯器會先找到該函數(shù)所在的文件。假定編譯程序編譯myproj.c(其中含main())時(shí),發(fā)現(xiàn)它include了mylib.h(其中聲明了函數(shù)void test()),那么此時(shí)編譯器將按照事先設(shè)定的路徑(Include路徑列表及代碼文件所在的路徑)查找與之同名的實(shí)現(xiàn)文件(擴(kuò)展名為.cpp或.c,此例中為mylib.c),如果找到該文件,并在其中找到該函數(shù)(此例中為void test())的實(shí)現(xiàn)代碼,則繼續(xù)編譯;如果在指定目錄找不到實(shí)現(xiàn)文件,或者在該文件及后續(xù)的各include文件中未找到實(shí)現(xiàn)代碼,則返回一個(gè)編譯錯(cuò)誤.其實(shí)include的過程完全可以“看成”是一個(gè)文件拼接的過程,將聲明和實(shí)現(xiàn)分別寫在頭文件及C文件中,或者將二者同時(shí)寫在頭文件中,理論上沒有本質(zhì)的區(qū)別。

  理論上來說C文件與頭文件里的內(nèi)容,只要是C語言所支持的,無論寫什么都可以的,比如你在頭文件中寫函數(shù)體,只要在任何一個(gè)C文件包含此頭文件就可以將這個(gè)函數(shù)編譯成目標(biāo)文件的一部分(編譯是以C文件為單位的,如果不在任何C文件中包含此頭文件的話,這段代碼就形同虛設(shè)),你可以在C文件中進(jìn)行函數(shù)聲明,變量聲明,結(jié)構(gòu)體聲明,這也不成問題!!那為何一定要分成頭文件與C文件呢?又為何一般都在頭件中進(jìn)行函數(shù),變量聲明,宏聲明,結(jié)構(gòu)體聲明呢?而在C文件中去進(jìn)行變量定義,函數(shù)實(shí)現(xiàn)呢??

  要理解C文件與頭文件有什么不同之處,首先需要弄明白編譯器的工作過程,一般說來編譯器會做以下幾個(gè)過程:

  1.預(yù)處理階段

  2.詞法與語法分析階段

  3.編譯階段,首先編譯成純匯編語句,再將之匯編成跟CPU相關(guān)的二進(jìn)制碼,生成各個(gè)目標(biāo)文件

  4.連接階段,將各個(gè)目標(biāo)文件中的各段代碼進(jìn)行絕對地址定位,生成跟特定平臺相關(guān)的可執(zhí)行文件,編譯器在編譯時(shí)是以C文件為單位進(jìn)行的,也就是說如果你的項(xiàng)目中一個(gè)C文件都沒有,那么你的項(xiàng)目將無法編譯,連接器是以目標(biāo)文件為單位,它將一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件進(jìn)行函數(shù)與變量的重定位,生成最終的可執(zhí)行文件,在PC上的程序開發(fā),一般都有一個(gè)main函數(shù),這是各個(gè)編譯器的約定。為了生成一個(gè)最終的可執(zhí)行文件,就需要一些目標(biāo)文件,也就是需要C文件,而這些C文件中又需要一個(gè)main函數(shù)作為可執(zhí)行程序的入口。

  簡單些說就是C語言的編譯分為預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接(test.c test.h => test.i => test.s => test.o => test)四個(gè)大的階段。c文件中的#include宏處理,會在預(yù)處理的階段將c中引用的h文件的內(nèi)容全部寫到c文件中,最后生成.i中間文件,這時(shí)h 文件中的內(nèi)容就相當(dāng)于被寫道c文件中。這也為代碼的復(fù)用提供了渠道,很多的c文件可以去引用同一個(gè)h文件,這樣這個(gè)h文件就會被放到多個(gè)c文件中被編譯多 次,這也是h文件中不能放定義只能放聲明的原因,放定義時(shí)被編譯多次,在程序鏈接的時(shí)候(系統(tǒng)中定義了多個(gè)int a;強(qiáng)符號定義)會出現(xiàn)錯(cuò)誤, 聲明就不一樣,聲明表示對定義的擴(kuò)展,最終都會終結(jié)到一個(gè)定義上,所以不會出現(xiàn)link時(shí)重復(fù)定義的錯(cuò)誤。

  編程中我們在h文件中肯定都用過一下的格式

  #ifndef  XXX_H

  #define  XXX_H

  //……

  #endif

  呵呵,那他到底有什么用呢,在h文件互相引用時(shí),消除重復(fù)定義。當(dāng)然宏定義是在預(yù)處理階段發(fā)揮作用的,編譯方后的過程是沒有宏的影子的。

  A.h

  int a();

  B.h

  #include "A.h"

  C.h

  #include "A.h"

  D.h

  #include "A.h"

  #include "B.h"

  上面的D.h文件中就會重復(fù)出現(xiàn)兩個(gè)int a();的聲明阿,這樣就有點(diǎn)重復(fù)了,這時(shí)條件編譯宏就派上了用場

  A.h

  #ifndef A_H

  #define A_H

  int a();

  #endif

  這樣就不會重復(fù)定義了。

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