c - 为什么我们应该在函数声明的同一个文件中包含函数原型(prototype)的头文件？

Question

可能是一个愚蠢(而且非常简单)的问题，但我想尝试一下，因为我不知道在哪里可以找到答案。我正在意识到一些书，并且我已经开始谷歌搜索一些东西 - 我实际上有点好奇为什么，如果我们有这样的文件:

file1.c

#include <stdio.h>
#include "file2.h"

int main(void){
    printf("%s:%s:%d \n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
    foo();
    return 0;
}

file2.h

void foo(void);

和

file2.c

#include <stdio.h>
#include "file2.h"

void foo(void) {
    printf("%s:%s:%d \n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return;
}

编译它:

gcc file1.c file2.c -o file -Wall

为什么包含 file2.h 的头文件是一个好习惯其中包含 foo 的原型(prototype)函数与 foo 位于同一文件中被宣布？我完全理解将其附加到 file1.c ，虽然我们应该使用头文件来定义每个模块的接口(interface)，而不是“原始”编写它，但为什么要将带有原型(prototype)的头文件附加到声明它的文件( file2.c )呢？ -Wall 选项标志如果我不包含它也不会说什么，那么为什么人们说它是“正确的方法”？它是否有助于避免错误，还是只是为了使代码更清晰？

这些代码示例取自此讨论: Compiling multiple C files in a program

一些用户说这是“正确的方法”。

Answer 1

要回答这个问题，您应该对编译器和链接器之间的区别有基本的了解。简而言之，编译器单独编译每个翻译单元(C 文件)，然后链接器的工作是将所有已编译的文件链接在一起。

例如，在上面的代码中，链接器正在搜索从 main() 调用的函数 foo() 存在的位置并链接到它。

首先是编译器步骤，然后是链接器。

让我们演示一个示例，其中将 file2.h 包含在 file2.c 中会很方便:

file2.h

void foo(void);

file2.c

#include <stdio.h>
#include "file2.h"

void foo(int i) {
    printf("%s:%s:%d \n", __FILE__, __func__, __LINE__);
    return;
}

此处 foo() 的原型(prototype)与其定义不同。

通过在 file2.c 中包含 file2.h，编译器可以检查函数的原型(prototype)是否与其定义相同，如果不相同，则会出现编译器错误。

如果 file2.h 未包含在 file2.c 中会发生什么？

然后编译器不会发现任何问题，我们必须等到链接步骤，链接器会发现从 main 调用的函数 foo() 没有匹配() 并且会出现错误。

如果链接器稍后会发现错误，那为什么还要麻烦呢？

因为在大型解决方案中，可能有数百个源代码需要花费大量时间来编译，因此等待链接器最后引发错误将浪费大量时间。