原创 C语言头文件的使用

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C语言头文件的使用

                         ——by janders

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语言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.c

main()

{

     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!”);

}

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(“Hello 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 <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />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

***()

{

　　…………

　　play1();

　　…………

}

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，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，反之，则必须显式使用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，还有不带extern的，简单明了，一个是引用外部函数，一个是自己声明并定义的函数。

最终如下:

Sencond.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，所有引用声明要显式地包括存储类extern，而在每个外部变量的唯一定义性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_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：

int G_glob[10];

并且最好再加上一个extern，更加明了。

extern int G_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。

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。

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：

http://blog.csdn.net/janders/archive/2006/02/27/611081.aspx