C语言头文件的使用.docx

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C语言头文件的使用

   C语言头文件的使用

                                                                  ——byjanders

                                                                     转载请注名作者和出处，谢谢！

转自

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:

Helloworld!

文件名First.c

main（）

{

printf（“Helloworld!

”）;

}

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（“Helloworld!

”）;

}

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.c

main（）

{

printStr（）

}

printStr（）

{

printf（“Helloworld!

”）;

}

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.c

play2（）

{

play1（）

}

play1（）

{

play2（） 

 }

main（）

{

play1（）

}

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.c

play1（）;

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.h

play1（）;

play2（）;

文件名First.C

#include“first.h”

play2（）

{

play1（）

}

play1（）

{

play2（）

}

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?

Sencond.h文件 

play1（）; 

sencond.c文件

***（）

{

Play（）;

}

例程-5

在sencond.h文件内声明play1函数，怎么能调用到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

Static               具有静态生存期,连接程序知道其名字.可以放在函数与变量声明中.在函数定义时,其只用于指定函数名,而不将函数导出到连接程序.在函数声明中,表示其后面会有定义声明的函数,存储类为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,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,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.

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,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:

Sencond.h文件

Externplay1（）;

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TPYEG_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TPYEG_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TPYEG_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，我们可以在first.h中定义如下TPYEG_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：

intG_glob[100];

在另一个文件中引用声明如下：

int*G_glob;

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：

intG_glob[10];

并且最好再加上一个extern，更加明了。

externintG_glob[10];

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。

externintG_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。

Trackback:

tianlebo补上:

我最近也碰到类似的问题,在DSP2407开发过程中有一个头文件是定义寄存器地址的文件，这个文件在很多.c文件中都是要包含的，所以我就在相应要包含的的地方用include"***.h",

这个***.h文件中是这样写的

#ifndef_SEED_DEC_2407_H

#define_SEED_DEC_2407_H

volatileunsignedint*IMR=（volatileunsignedint*）0x0004;

volatileunsignedint*IFR=（volatileunsignedint*）0x0006;

volatileunsignedint*SCSR1=（volatileunsignedint*）0x7018;

................

..............

#endif

结果在CCS2.0中编译：

是每一个C文件编译都能过，但是.obj文件链接时就报错，说重复定义寄存器，搞了一天多都没搞定，我就换到VC6.0中编译也一样通不过。

最后一个朋友告诉我，当第一个头文件用到***.h时相当于定义了全局变量，并初始化了，第二个c文件再用***.h时应该用extern＋寄存器了，按他一试，还真行啊！

但是我不清楚，为何不能再在其他c文件中包含***.h,知道的朋友可以讲讲！

！

！

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最新评论

∙

livemylife

2008/1/3017:

09:

19

上面的改正：

如果许多地方要用到，这个***.h文件应该这样写

#ifndef_SEED_DEC_2407_H

#define_SEED_DEC_2407_H

externvolatileunsignedint*IMR;

externvolatileunsignedint*IFR;

externvolatileunsignedint*SCSR1;

................

..............

#endif

然后。

。

。

∙

livemylife

2008/1/3017:

08:

06

如果许多地方要用到，这个***.h文件应该这样写

#ifndef_SEED_DEC_2407_H

#define_SEED_DEC_2407_H

externvolatileunsignedint*IMR=（volatileunsignedint*）0x0004;

externvolatileunsignedint*IFR=（volatileunsignedint*）0x0006;

externvolatileunsignedint*SCSR1=（volatileunsignedint*）0x7018;

................

..............

#endif

然后在一个c文件中定义

volatileunsignedint*IMR=（volatileunsignedint*）0x0004;

volatileunsignedint*IFR=（volatileunsignedint*）0x0006;

volatileunsignedint*SCSR1=（volatileunsignedint*）0x7018;

其他需要使用的c文件包含头文件即可

总之一句话，头文件是用来声明的地方

∙

eric

2007/11/2018:

43:

15

文章写的很好!

最后面那个题出现"重复定义寄存器"的原因就是文章中写到的"初始化语句模型"中说的（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）,上面的那个题"***.h"就是定义声明,个所以在每个.c文件中都引用就会出现"重复定义寄存器"的提示

我想是这样的

∙

王艳秋

2007/11/169:

02:

01

文章写得很好啊,佩服!

但是不知道最后那个问题有答案了没?

就是那个dsp2407的头文件重复包含的问题,我这几天也遇到了,说句真话,真头疼!

以前我写的程序,都是这样包含的,没有问题,偏偏在CCS中遇到了.都有些怀疑CCS不支持这个了.所以我的程序现在变得很长,调试起来很不好看!

我的邮箱是langziaqiu@, 这个也是我的MSN, qq是85469843,诚希望一起交流探讨下.

∙

...

2007/11/1315:

14:

06

还有问题，请到讨论，欢迎探讨程序相关问题

∙

...

2007/11/1315:

12:

03

编译是可以通过的，连接时候多个obj文件中的有相同的全局变量定义，就出错了，

你可以在***.h中定义那些全局变量

//b.cpp

unsignedintabc[][2]=

{

 0xA1A1,0x3000 

 }   ;

externinti=0;

externintk=2;

在***.h中声明，如果只是整形不声明也行

//b.h

#ifndef__ABC_H_

#define__ABC_H_

unsignedintabc[][2];

#definej10

externinti;

#endif

在其他的cpp文件使用的时候，再声明一下就OK了

 //----------  

 //main.cpp  

 //----------     

  #include  "stdio.h" 

   externinti;

 externunsignedintabc[][2];

 void  main（）  

 {   

printf（"thevalueofiis:

%d\n",i）;  

printf（"thevalueof kis:

%d\n",k）;  

 }  

∙

taohuahua

2007/9/2111:

16:

38

受益匪浅，非常感谢你的文章！

∙

Sinimon

2007/9/1216:

15:

38

最后一段“一个用extern＋寄存器了”

该是“应该用extern＋寄存器了”吧。