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C檔案包含.h檔案和包含.c檔案總結

原文連結:http://blog.csdn.net/yangtalent1206/article/details/6830051


       很多人對C語言中的 “檔案包含”都不陌生了,檔案包含處理在程式開發中會給我們的模組化程式設計帶來很大的好處,通過檔案包含的方法把程式中的各個功能模組聯絡起來是模組化程式設計中的一種非常有利的手段。

       檔案包含處理是指在一個原始檔中,通過檔案包含命令將另一個原始檔的內容全部包含在此檔案中。在原始檔編譯時,連同被包含進來的檔案一同編譯,生成目標目標檔案。

    很多人再初學時都會對這個很暈,怎麼寫檔案件? 怎麼包含才能避免重定義? 等等問題。。。       其實這個只要瞭解了檔案包含的基本處理方法就可以對檔案包含有一個很好的理解與應用了,下來我們一起來看一下:     檔案包含的處理方法:
   首先大家需要清楚:

  (1) 處理時間:檔案包含也是以"#"開頭來寫的(#include ), 那麼它就是寫給前處理器來看了, 也就是說檔案包含是會在編譯預處理階段進行處理的。

  (2) 處理方法:在預處理階段,系統自動對#include命令進行處理,具體做法是:降包含檔案的內容複製到包含語句(#include )處,得到新的檔案,然後再對這個新的檔案進行編譯。
    抓住這兩點,那麼這個東東就沒有什麼難的了。。。
  一般情況下檔案包含分為兩種:包含.h檔案 和 包含.c檔案
1. 當然對於這兩情況也都是按照上面說的方法來處理的。呵呵,這個肯定是沒得說的.
2. 包含.c檔案 和編譯多檔案程式 是不同的。
   多檔案程式: 
是在原始檔編譯時把多個檔案進行編譯、連線在一起生成一個可執行檔案。
   包含.c檔案: 按照我們上邊的說法則是把多個檔案合併為一個檔案進行編譯。
接下來通過例子看一下:
(1)包含.c檔案:
   1: //file1:  main.c 
   2: #include 
   3: #include "fun.c"
   4: int main()
   5: {
   6:     int a=5,b=19;
   7:     c = a;    
   8:     sun(a,b);
   9:     printf("c=%d\n",c);
  10:     return 0;
  11: }
  12: //end of file1
   1: //file2: fun.c
   2: int c=0;
   3: void sun(int a, int b)
   4: {
   5:     printf("a+b=%d\n",a+b);
   6:     c=0;
   7:     printf("c=%d\n",c);
   8: }
   9: //end of file2   
  10:   
這個例子是採用 包含.c檔案 的方法實現的。   在編譯時,直接去編譯main.c檔案,前處理器會先把fun.c檔案中的內容複製到main.c中來,然後再對新的main.c進行編譯。
編譯命令:
    gcc main.c -o main
可以看到,這裡並沒有對fun.c進行編譯,但還是生成了最終的main可執行程式。 也可以通過命令來觀察一下預處理的結果: 編譯命令:
   gcc -E main.c -o main.cpp
在main.cpp檔案末尾可以看來下面一段程式碼:
   1: //main.cpp檔案中
   2: 931 # 2 "main.c" 2
   3: 932 # 1 "fun.c" 1
   4: 933 //注意這裡是fun.c裡邊的內容
   5: 934 int c=0;
   6: 935 void sun(int a, int b)
   7: 936 {
   8: 937  printf("a+b=%d\n",a+b);
   9: 938  c=0;
  10: 939  printf("c=%d\n",c);
  11: 940 } 
  12:     //這裡是main函式
  13: 941 # 3 "main.c" 2
  14: 942 int main()
  15: 943 { 
  16: 944  int a=5,b=19;
  17: 945  c = a;
  18: 946  printf("c=%d\n",c);
  19: 947  sun(a,b);
  20: 948  printf("c=%d\n",c);
  21: 949  return 0;
  22: 950 }
可見,其實就是將fun.c檔案中的內容新增到了main函式之前,然後對新的檔案進行編譯,生成最終的可執行程式。   (2)編譯多檔案程式:
同樣是上邊的例子,把main.c中“ #include "fun.c" ”註釋掉,加上一句:“extern int c;”因為 c 變數在另外一個檔案(fun.c)中定義。
   1: //file1:  main.c 
   2: #include 
   3: //#include "fun.c"  //註釋掉
   4: extern int c;        //新增這一句
   5: int main()
   6: {
   7:     int a=5,b=19;
   8:     c = a;    
   9:     sun(a,b);
  10:     printf("c=%d\n",c);
  11:     return 0;
  12: }
  13: //end of file1
  14:  
  15:  
  16: //file2: fun.c
  17: int c=0;
  18: void sun(int a, int b)
  19: {
  20:     printf("a+b=%d\n",a+b);
  21:     c=0;
  22:     printf("c=%d\n",c);
  23: }
  24: //end of file2  
  這次如果還是按照上面的方法只編譯main.c的話就會出錯,因為變數c和函式sun並沒有在main.c中定義,所以編譯時需要將fun.c一起編譯:
編譯命令:   
    gcc -c main.c -o main.o                 #編譯main.c
    gcc -c fun.c -o fun.o                       #編譯fun.c
    gcc main.o fun.o -o main              #用main.o fun.o生成main

       到這裡大家應該已經理解包含.c檔案和多檔案程式的本質區別了~~~
好了,大家不防想想這兩種方法的優缺點,這裡就只寫不足之處了:
1. 包含.c檔案的方法: 容易產生"重定義",大家想想如果一個工程中有多個檔案都同時包含了某一個件,那麼這個被包含檔案的內容就會被複制到多個檔案中去,也就相當於每個包含該檔案的檔案中都定義被包含檔案中的變數和函式,這樣在連結時就會產生"重定義"錯誤。
2. 多檔案分開編譯的方法: 這個比較好,不容易出現"重定義"之類的問題,這也是我們最常用的一種方法,但是並不是像上面這個例子中這樣直接去用,而是使用"標頭檔案"將各個.c檔案聯絡起來。
     上邊這個例子大家會發現,在main.c中需要加上“extern int c;”這樣一句宣告,如果包含的檔案較多?如果全域性變數較多?...這個我們可以省掉嗎?回答是肯定的!方法就是給它寫上一個標頭檔案。
         接下來看一下使用標頭檔案的來實現這個例子的方法:
   1: //file1:  main.c 
   2: #include 
   3: #include "fun.h"       //fun.c修改為fun.h
   4: //extern int c;        //這行也不要了
   5: int main()
   6: {
   7:     int a=5,b=19;
   8:     c = a;    
   9:     sun(a,b);
  10:     printf("c=%d\n",c);
  11:     return 0;
  12: }
  13: //end of file1
 
   1:  
   2: //file2: fun.c
   3: #include "fun.h"
   4: int c=0;                      //變數c的定義
   5: void sun(int a, int b)        //函式sun()的定義
   6: {
   7:     printf("a+b=%d\n",a+b);
   8:     c=0;
   9:     printf("c=%d\n",c);
  10: }
  11: //end of file2  
 
   1: //file3: fun.h 
   2: extern int c;             //把c宣告為外部可用的
   3: void sun(int a, int b);   //sun()函式的宣告
   4: //end of file3
這樣再看一下,在要用到fun.c中定義的函式或變數的檔案中只要包含fun.h檔案就可以了,是不是這樣???呵呵,當然是了。。。
預處理時會把fun.h中的內容複製到包含它的檔案中去,而複製的這些內容只是聲名,不是定義,所以它被複制再多份也不會出現"重定義"的錯誤。。。

呵呵,對,就是這樣,這就是標頭檔案給我們再來的好處。
  前面說了標頭檔案的方法也是模組化程式設計中的一種非常有利的手段。
        把同一類功能寫到一個.c檔案中,這樣可以把他們劃為一個模組,另外再對應的寫上一個.h檔案做它的宣告。這樣以後再使用這個模組時只需要把這兩個檔案新增進工程,同時在要使用模組內函式或變數的檔案中包含.h檔案就可以了。
                  舉個很實際的例子,在微控制器、ARM或其他嵌入式開發中,每一個平臺可能本身都有多種不同的硬體模組,使用時需要去寫相應的驅動程式,這樣就可以把各個硬體模組的驅動程式作為一個模組(比如lcd驅動對對應lcd.c和lcd.h,IIC驅動對應I2C.c和I2C.h等),當具體使用到某個模組時,只需要在將對應的.c和.h檔案新增進工程,並在檔案中包含對就的.h檔案即可。   所以關於標頭檔案的寫法個人總結以下幾點:
(1) 對應的.c檔案中寫變數、函式的定義
(2) 對應的.h檔案中寫變數、函式的宣告
(3) 如果有資料型別的定義 和 巨集定義 ,請寫的標頭檔案(.h)
(4) 標頭檔案中一定加上#ifndef...#define....#endif之類的防止重包含的語句
(5) 模組的.c檔案中別忘包含自己的.h檔案