谈谈头文件

一、头文件的定义

C语言中常常使用预处理指令#include，把另一个文件的内容复制到源文件当中，被复制的文件就是头文件，其后缀名为.h。

二、头文件的作用

1、在多文件的工程当中，头文件用于全局变量、外部函数的声明，其本身不包含程序的实现代码

例如：

extern int var;//var在某个c文件中定义extern void myFunction(void);//一般情况下，都默认该函数为外部函数，因此可以把extern省略掉

2、用typedef给现有的类型起个新名字

例如：

typedef int ElementType;typedef struct LinkedList{    ElementType value;    struct LinkedList *next;}*LinkedList;

3、宏定义

例如：

#define TRUE 1#define FALSE 0

三、头文件的书写方式

　　如上所述，#include的本质是把头文件的内容拷贝一份到当下的文件当中，因此我们有必要考虑一个问题——如何避免头文件重复包含。

　　相信很少有人会重复写两次#include "demo.h"，但是，更常见的一种重复包含的情况是：有两个头文件first.h和second.h，其中second.h中有#include "first.h"。那么当main.c同时包含first.h和second.h的时候，实际上包含了两次first.h

　　因此，我们可以通过条件编译来避免重复包含。例如：编写一个头文件demo.h

#ifndef _DEMO_H#define _DEMO_H//宏定义//typedef//全局变量声明//外部函数声明#endif

四、为什么不可以在头文件中定义变量？

1、首先搞清楚编译的过程，流程图如下：

C源程序－－>预编译处理(.c)－－>编译、优化程序（.s、.asm）－－>汇编程序(.obj、.o、.a、.ko)－－>链接程序（.exe、.elf、.axf等）

对一个工程编译的时候，每个c文件都是单独编译的并得到对应的.o文件的，紧接着通过连接器把各个.o文件连接起来，最终生成统一的可执行文件。

2、假如一个工程当中，a.c和b.c都包含了同一个头文件demo.h，而demo.h里定义了变量——int var，即使我在demo.h里加了#ifndef和#endif来避免重复包含，但是编译还是会出错，编译器会说，a.o和b.o重定义了变量var。因为编译器编译的时候是分别对a.c和b.c编译的，这里并没有重复包含，但是却会分别在两个c文件定义完全相同的变量，连接器工作的时候就会发现错误并报错。

五、为什么要把函数声明写在头文件？

用一个例子说明：现在有三个文件main.c、test.c、test.h

/*****************main.c*****************/#include <stdio.h>#include "test.h"int main(int argc, char *argv[]){    Function1();    return 0;}/*****************end of main.c*****************//*****************test.c*****************/#include "test.h"void Function1(void){    Function2();}void Function2(void){    printf("Hello world!\n");}/*****************end of test.c*****************//*****************test.h*****************/#ifndef _TEST_H#define _TEST_Hvoid Function1(void);void Function2(void);#endif/*****************end of test.h*****************/

　　如上面所述，编译器会分别对main.c和test.c编译

　　在编译main.c的时候，#include "test.h"把Function1()的声明拷贝到当前文件的对应位置，则Function1()的作用域从当前的声明位置一直到c文件末尾。如果去掉该#include语句，则Function1()在调用的时候还不在作用域内，因此编译器会报错。

　　在编译test.c的时候，如果该c文件中只有一个函数Function2()且main.c只调用Function2()的时候，不写#include "test.h"也是可以的，因为分别编译后得到的main.o和test.o经过连接器的连接，main.o中调用Function2()的时候可以跳转到test.o的Function2()的函数体当中，这个连接过程是连接器自动搜索并实现的。（当然，这是一个不好的编程习惯）

　　但是，如上面例程所示，当有两个函数Function1()和Function2()的时候，定义的先后不同，如果没有函数声明，则编译器则无法识别Function1()当中的Function2()。所以一般都要养成习惯，函数调用前都声明。

另外，对于Function2()，如果它仅供test.c内定义的函数调用的话，应该定义为static函数，并把test.h中的对应声明去掉，这样就对test.c以外的文件隐藏了它的实现细节，而且避免了不同c文件编写过程中出现的函数同名问题。

六、#include "头文件"一般是放在c文件中还是放在h文件中？

　　除非h文件当中必须用到某些声明，否则尽量把#include放在c文件中，例如野火STM32开发板资料当中的摄像头例程。

　　bsp_ov7725.c当中除了包含bsp_ov7725.h外，根据需要还包含了bsp_sccb.h和bsp_ili9341_lcd.h。

　　而stm32f10x.h却被包含在bsp_ov7725.h中，因为在STM32例程当中，这个库常常用到。更重要的是，在bsp_ov7725.h的内容中包含了下图所示的GPIOA这些标识符，而这些标识符是在stm32f10x.h中声明的，因此stm32f10x.h必须被包含在bsp_ov7725.h中。