c - C Header 在语言上是什么？

Question

我想知道C语言中的“Header”是什么意思？是吗:

• 代码中的一个区域，如 HTML 代码中的标题区域(标题>或声明区域？或定义区域？或类似的)？
• 或者它就像一个可以调用的函数(可以是:函数、子例程、作用域或某种类型)。

Answer 1

头文件是 C 程序员普遍接受的约定。

它通常是一个包含在 C 源文件中的 .h 文件，它提供了几个好处。

1.- 提供数据类型、全局变量、常量和函数的声明。

因此您不必一次又一次地重写它们。如果需要更改它们，您只需在单个文件中进行更改。

在示例中，这个由两个编译单元(两个 .c 文件)组成的程序编译并运行得很好。

// File funcs.c
#include <stdio.h>
struct Position {
  int x;
  int y;
};

void print( struct Position p ) {
  printf("%d,%d\n", p.x, p.y );
}

// File main.c
struct Position {
  int x;
  int y;
};

int main(void) {
  struct Position p;
  p.x = 1; p.y = 2;
  print(p);
}

但是在头文件中声明 struct Position 并且在需要的地方只用 #include 声明会更容易维护，就像这样:

// File funcs.h
#ifndef FUNCS_H
#define FUNCS_H
struct Position {
  int x;
  int y;
};
#endif // FUNCS_H

//File funcs.c
#include <stdio.h>
#include "funcs.h"

void print( struct Position p ) {
  printf("%d,%d\n", p.x, p.y );
}

//File main.c
#include "funcs.h"
int main(void) {
  struct Position p;
  p.x = 1; p.y = 2;
  print(p);

2.- 提供某种类型安全。

C 特性 implicit declaration of functions .在 C99 中修复的“功能”(或者更确切地说是一个有争议的语言设计错误)。

考虑这个由两个 .c 文件组成的程序:

//File funcs.c
#include<stdio.h>
int f(long n)
{
  n = n+1;
  printf("%ld\n", n );  
}

// File main.c
int main(void)
{
  f("a");
  return 0;
}

使用 gcc 这个程序编译时没有警告或错误。但并不像我们合理期望和期望的那样行事:

jose@cpu ~/t/tt $ gcc -o test *.c
jose@cpu ~/t/tt $ ./test 
4195930

使用这样的头文件:

//File funcs.h
#ifndef FUNCS_H
#define FUNCS_H
int f(long n);
#endif // FUNCS_H

//File funcs.c
#include<stdio.h>
int f(long n) {
  n = n+1;
  printf("%ld\n", n );  
}

// File main.c
#include"funcs.h"
int main(void) {
  f("a");
  return 0;
}

程序仍然编译和运行错误，但至少我们得到了警告:

jose@cpu ~/t $ gcc -o test *.c
main.c: In function 'main':
main.c:5:5: warning: passing argument 1 of 'f' makes integer from pointer without a cast
   f("a");
     ^
In file included from main.c:2:0:
funcs.h:3:5: note: expected 'long int' but argument is of type 'char *'
 int f(long n);
     ^
jose@cpu ~/t $ ./test
4195930

3.- 提供公共(public)接口(interface)，同时隐藏实现细节。

当您设计程序时，最好将其模块化。那就是保证它的不同部分(模块)尽可能的独立。这样当您需要对一个模块进行更改时，您不必担心这种更改会影响其他模块

header 有助于做到这一点，因为您将此类模块的用户需要的数据结构、函数原型(prototype)和常量放入模块的 header 中。

实现细节进入 .c 文件。

图书馆就是这样运作的。 API 接口(interface)在头文件中指定和分发。但 API 代码在 .c 文件中，不需要分发。作为该库的用户，您只需要 header 和编译后的库，而不需要它的源代码。