.h和.c文件(转)

来源:互联网 发布:c语言关键字是什么意思 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 01:22

简单的说
其实要理解C文件与头文件有什么不同之处,首先需要弄明白编译器的工作过程,一般说来编译器会做以下几个过程: 
1.预处理阶段 
2.词法与语法分析阶段 
3.编译阶段,首先编译成纯汇编语句,再将之汇编成跟CPU相关的二进制码,生成各个目标文件 
4.连接阶段,将各个目标文件中的各段代码进行绝对地址定位,生成跟特定平台相关的可执行文件,当然,最后还可以用objcopy生成纯二进制
码,也就是去掉了文件格式信息.

编译器在编译时是以C文件为单位进行的,也就是说如果你的项目中一个C文件都没有,那么你的项目将无法编译,连接器是以目标文件为单位
,它将一个或多个目标文件进行函数与变量的重定位,生成最终的可执行文件,在PC上的程序开发,一般都有一个main函数,这是各个编译器
的约定,当然,你如果自己写连接器脚本的话,可以不用main函数作为程序入口!!!!

有了这些基础知识,再言归正传,为了生成一个最终的可执行文件,就需要一些目标文件,也就是需要C文件,而这些C文件中又需要一个main
函数作为可执行程序的入口,那么我们就从一个C文件入手,假定这个C文件内容如下: 
#include <stdio.h> 
#include "mytest.h"

int main(int argc,char **argv) 
test = 25; 
printf("test.................%d\n",test); 
}

头文件内容如下: 
int test;

现在以这个例子来讲解编译器的工作: 
1.预处理阶段:编译器以C文件作为一个单元,首先读这个C文件,发现第一句与第二句是包含一个头文件,就会在所有搜索路径中寻找这两个
文件,找到之后,就会将相应头文件中再去处理宏,变量,函数声明,嵌套的头文件包含等,检测依赖关系,进行宏替换,看是否有重复定义
与声明的情况发生,最后将那些文件中所有的东东全部扫描进这个当前的C文件中,形成一个中间“C文件”

2.编译阶段,在上一步中相当于将那个头文件中的test变量扫描进了一个中间C文件,那么test变量就变成了这个文件中的一个全局变量,此时
就将所有这个中间C文件的所有变量,函数分配空间,将各个函数编译成二进制码,按照特定目标文件格式生成目标文件,在这种格式的目标文
件中进行各个全局变量,函数的符号描述,将这些二进制码按照一定的标准组织成一个目标文件

3.连接阶段,将上一步成生的各个目标文件,根据一些参数,连接生成最终的可执行文件,主要的工作就是重定位各个目标文件的函数,变量
等,相当于将个目标文件中的二进制码按一定的规范合到一个文件中


再回到C文件与头文件各写什么内容的话题上: 
理论上来说C文件与头文件里的内容,只要是C语言所支持的,无论写什么都可以的,比如你在头文件中写函数体,只要在任何一个C文件包含此
头文件就可以将这个函数编译成目标文件的一部分(编译是以C文件为单位的,如果不在任何C文件中包含此头文件的话,这段代码就形同虚设
),你可以在C文件中进行函数声明,变量声明,结构体声明,这也不成问题!!!那为何一定要分成头文件与C文件呢?又为何一般都在头件
中进行函数,变量声明,宏声明,结构体声明呢?而在C文件中去进行变量定义,函数实现呢??
实际上会产生一些错误,原因如下:

1.如果在头文件中实现一个函数体,那么如果在多个C文件中引用它,而且又同时编译多个C文件,将其生成的目标文件连接成一个可执行文件
,在每个引用此头文件的C文件所生成的目标文件中,都有一份这个函数的代码,如果这段函数又没有定义成局部函数,那么在连接时,就会发
现多个相同的函数,就会报错

2.如果在头文件中定义全局变量,并且将此全局变量赋初值,那么在多个引用此头文件的C文件中同样存在相同变量名的拷贝,关键是此变量被
赋了初值,所以编译器就会将此变量放入DATA段,最终在连接阶段,会在DATA段中存在多个相同的变量,它无法将这些变量统一成一个变量,也就是仅为此变量分配一个空间,而不是多份空间,假定这个变量在头文件没有赋初值,编译器就会将之放入BSS段,连接器会对BSS段的多个
同名变量仅分配一个存储空间,报错

3.如果在C文件中声明宏,结构体,函数等,那么我要在另一个C文件中引用相应的宏,结构体,就必须再做一次重复的工作,如果我改了一个C
文件中的一个声明,那么又忘了改其它C文件中的声明,这不就出了大问题了,程序的逻辑就变成了你不可想象的了,如果把这些公共的东东放
在一个头文件中,想用它的C文件就只需要引用一个就OK了!!!这样岂不方便,要改某个声明的时候,只需要动一下头文件就行了

4.在头文件中声明结构体,函数等,当你需要将你的代码封装成一个库,让别人来用你的代码,你又不想公布源码,那么人家如何利用你的库
呢?也就是如何利用你的库中的各个函数呢??一种方法是公布源码,别人想怎么用就怎么用,另一种是可以提供头文件,别人从头文件中看你的
函数原型,这样人家才知道如何调用你写的函数,就如同你调用printf函数一样,里面的参数是怎样的??你是怎么知道的??还不是看人家
的头文件中的相关声明啊!!!当然这些东东都成了C标准,就算不看人家的头文件,你一样可以知道怎么使用


程序源码中".h"文件与".c"文件有什么区别呀??
在一个程序源码中,看到了udp.h文件又看到了udp.c文件,不知道这两者是什么关系呀?又有何区别呢?哪位高手前来帮忙,谢谢谢谢.

一级最佳答案.c就是C语言系列的源文件,以文本形式存在,而.h系列则是头文件,即C系列中存放函数和全局变量的文件,因为C中的函数是被封装起来的,即无法看到其代码.

头文件与之实现文件的的关系 
典故:
今天在网上看到一篇解释.h与.c(.cpp)的文章,我读完后感到有些地方不妥,特此按照我的理解,给初学者一些指导~
你理解简单的含义吗?
关于两者以前的关系,要从N年以前说起了~ long long ago,once aupon a time .......
那是一个被遗忘的年代,在编译器只认识.c(.cpp))文件,而不知道.h是何物的年代。
那时的人们写了很多的.c(.cpp)文件,渐渐地,人们发现在很多.c(.cpp)文件中的声明语句就是相同的,但他们却不得不一个字一个字地重复地将这些内容敲入每个.c(.cpp)文件。但更为恐怖的是,当其中一个声明有变更时,就需要检查所有的.c(.cpp)文件,并修改其中的声明,啊~简直是世界末日降临!
终于,有人(或许是一些人)再不能忍受这样的折磨,他(们)将重复的部分提取出来,放在一个新文件里,然后在需要的.c(.cpp)文件中敲入#include   XXXX这样的语句。这样即使某个声明发生了变更,也再不需要到处寻找与修改了---世界还是那么美好!
因为这个新文件,经常被放在.c(.cpp)文件的头部,所以就给它起名叫做“头文件”,扩展名是.h.
从此,编译器(其实是预处理器)就知道世上除了.c(.cpp)文件,还有个.h的文件,以及一个叫做#include命令。

虽然后来又发生很多的变化,但是这样的用法一直延续至今,只是时日久远了,人们便淡忘了当年的缘由罢了。

提到了头文件,就说说它的作用吧~
想到了林锐GG写的高质量C/C++编程上头文件的作用的简短描述:
(1)通过头文件来调用库功能。在很多场合,源代码不便(或不准)向用户公布,只要向用户提供头文件和二进制的库即可。用户只需要按照头文件中的接口声明来调用库功能,而不必关心接口怎么实现的。编译器会从库中提取相应的代码。
(2)头文件能加强类型安全检查。如果某个接口被实现或被使用时,其方式与头文件中的声明不一致,编译器就会指出错误,这一简单的规则能大大减轻程序员调试、改错的负担。


预处理是编译器的前驱,作用是把存储在不同文件里的程序模块集成为一个完整的源程序.
#include本身只是一个简单的文件包含预处理命令,即为把include的后面文件放到这条命令这里,除此之外,没有其它的用处(至少我也样认为).


我对乾坤一笑兄的观点,十分赞同,基础的东东一定要弄明白.
我下面就乾坤一笑兄的例子做讲,完备他的一些让人迷惑不解的时候~

例子:
//a.h
void foo();


//a.c
#include "a.h" //我的问题出来了:这句话是要,还是不要?
void foo()
{
    return;
}

//main.c
#include "a.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
   foo(); 
 return 0;
}

针对上面的代码,请回答三个问题: 
a.c 中的 #include "a.h" 这句话是不是多余的? 
1.为什么经常见 xx.c 里面 include 对应的 xx.h? 
2.如果 a.c 中不写,那么编译器是不是会自动把 .h 文件里面的东西跟同名的 .c 文件绑定在一起? 
3.第三个问题我给他改了一下:如果 a.c 中不写include<>,那么编译器是不是会自动把 .h 文件里面的东西跟同名的.c文件绑定在一起?

下面是乾坤一笑的原话:

从C编译器角度看,.h和.c皆是浮云,就是改名为.txt、.doc也没有大的分别。换句话说,就是.h和.c没啥必然联系。.h中一般放的是同名.c文件中定义的变量、数组、函数的声明,需要让.c外部使用的声明。这个声明有啥用?只是让需要用这些声明的地方方便引用。因为 #include "xx.h" 这个宏其实际意思就是把当前这一行删掉,把 xx.h 中的内容原封不动的插入在当前行的位置。由于想写这些函数声明的地方非常多(每一个调用 xx.c 中函数的地方,都要在使用前声明一下子),所以用 #include "xx.h" 这个宏就简化了许多行代码——让预处理器自己替换好了。也就是说,xx.h 其实只是让需要写 xx.c 中函数声明的地方调用(可以少写几行字),至于 include 这个 .h 文件是谁,是 .h 还是 .c,还是与这个 .h 同名的 .c,都没有任何必然关系。
    这样你可能会说:啊?那我平时只想调用 xx.c 中的某个函数,却 include了 xx.h 文件,岂不是宏替换后出现了很多无用的声明?没错,确实引入了很多垃圾 ,但是它却省了你不少笔墨,并且整个版面也看起来清爽的多。鱼与熊掌不可得兼,就是这个道理。反正多些声明(.h一般只用来放声明,而放不定义,参见拙著“过马路,左右看”)也无害处,又不会影响编译,何乐而不为呢?
翻回头再看上面的3个问题,很好解答了吧?

它的解答如下:
答:1.不一定。这个例子中显然是多余的。但是如果.c中的函数也需要调用同个.c中的其它函数,那么这个.c往往会include同名的.h,这样就不需要为声明和调用顺序而发愁了(C语言要求使用之前必须声明,而include同名.h一般会放在.c的开头)。有很多工程甚至把这种写法约定为代码规范,以规范出清晰的代码来。 
2.答:1中已经回答过了。 
3.答:不会。问这个问题的人绝对是概念不清,要不就是想混水摸鱼。非常讨厌的是中国的很多考试出的都是这种烂题,生怕别人有个清楚的概念了,绝对要把考生搞晕。

over!


补充:

补充1:关于常见 xx.c 里面 include 对应的 xx.h举例:

#include "myhead.h"main(){    printf("hello world");    system("pause");}下面是myhead这个头文件的定义,首先需要新建一个.h文件,命名为myhead.h#include<stdio.h>#include<stdlib.h>

所以,可见xx.h和xx.c并没有直接的关系,xx.h只是提供相应的声明,方便程序精简代码。


补充2:关于创建xx.h头文件。

只需要用相关的IDE编辑器,

首先你要新建一个项目,然后就新建一个C Head File,这个就是头文件。所以xx.h和xx.c没有直接关系,完全凭代码者自己编写。

补充3:

.h 中应该都是一些宏定义和变量、函数声明,告诉别人你的程序“能干什么、该怎么用”

.c 中是所有变量和函数的定义,告诉计算机你的程序“该怎么实现”


补充4:

xx.h还有一个作用作为程序接口(有点类似java里的interface),并可以提供封装。

相应的具体实现过程被封装在一个.dll的文件中了。dll是一个动态链接库,当你调用了头文件中了函数时,系统会加载这个动态链接库来实现这么函数的运算。 提供给你的封装应该包含两个文件,一个是.lib文件,一个是.dll文件。lib用在程序编译的时候,dll用在程序运行的时候。










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