本文目录 - [一、函数的声明](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#label0) - [二、多源文件开发](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#label1) - [三、#include](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#label2) 在上一讲中,简单介绍了[函数](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/05/16/3082932.html)的定义和使用,只要你想完成一个新功能,首先想到的应该是定义一个新的函数来完成这个功能。这讲继续介绍函数的其他用法和注意事项。 [回到顶部](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#labelTop) ### 一、函数的声明 ### 1.在C语言中,函数的定义顺序是有讲究的:默认情况下,只有后面定义的函数才可以调用前面定义过的函数 ~~~ 1 int sum(int a, int b) { 2 return a + b; 3 } 4 5 int main() 6 { 7 int c = sum(1, 4); 8 return 0; 9 } ~~~ 第5行定义的main函数调用了第1行的sum函数,这是合法的。如果调换sum函数和main函数的顺序,在标准的C编译器环境下是不合法的(不过在GCC编译器环境下只是一个警告) ### 2.如果想把函数的定义写在main函数后面,而且main函数能正常调用这些函数,那就必须在main函数的前面进行函数的声明 ~~~ 1 // 只是做个函数声明,并不用实现 2 int sum(int a, int b); 3 4 int main() 5 { 6 int c = sum(1, 4); 7 return 0; 8 } 9 10 // 函数的定义(实现) 11 int sum(int a, int b) { 12 return a + b; 13 } ~~~ 在第11行定义了sum函数,在第2行对sum函数进行了声明,然后在第6行(main函数中)就可以正常调用sum函数了。 ### 3.函数的声明格式 1> 格式 ~~~ 返回值类型 函数名 (参数1, 参数2, ...) ~~~ 只要你在main函数前面声明过一个函数,main函数就知道这个函数的存在,就可以调用这个函数。而且只要知道函数名、函数的返回值、函数接收多少个参数、每个参数是什么类型的,就能够调用这个函数了,因此,声明函数的时候可以省略参数名称。比如上面的sum函数声明可以写成这样: ~~~ int sum(int, int); ~~~ 究竟这个函数是做什么用的,还要看函数的定义。 2> 如果只有函数的声明,而没有函数的定义,那么程序将会在链接时出错 下面的写法是错误的: ~~~ 1 int sum(int a, int b); 2 3 int main() 4 { 5 6 sum(10, 11); 7 8 return 0; 9 } ~~~ - 在第1行声明了一个sum函数,但是并没有对sum函数进行定义,接着在第6行调用sum函数 - 这个程序是可以编译成功的,因为我们在main函数前面声明了sum函数(函数的声明和定义是两码事),这个函数声明可以理解为:在语法上,骗一下main函数,告诉它sum函数是存在的,所以从语法的角度上main函数是可以调用sum函数的。究竟这个sum函数存不存在呢,有没有被定义呢?编译器是不管的。在编译阶段,编译器并不检测函数有没有定义,只有在链接的时候才会检测这个函数存不存在,也就是检测函数有没有被定义。 - 因此,这个程序会在链接的时候报错,错误信息如下: ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766c5040c.png) - 我这里的源文件是main.c文件,所以编译成功后生成一个main.o文件。链接的时候,链接器会检测main.o中的函数有没有被定义。 - 上面的错误信息大致意思是:在main.o文件中找不到sum这个标识符。 - 错误信息中的linker是链接器的意思,下次看到这个linker,说明是链接阶段出错了。链接出错了,就不能生成可执行文件,程序就不能运行。 - 这个错误的解决方案就是加上sum函数的定义。 [回到顶部](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#labelTop) ### 二、多源文件开发 ### 1.为什么要有多个源文件 1> 在编写[第一个C程序](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/05/06/3062576.html)的时候已经提到:我们编写的所有C语言代码都保存在拓展名为.c的源文件中,编写完毕后就进行编译、链接,最后运行程序。 2> 在前面的学习过程中,由于代码比较少,因此所有的代码都保存在一个.c源文件中。但是,在实际开发过程中,项目做大了,源代码肯定非常多,很容易就上万行代码了,甚至上十万、百万都有可能。这个时候如果把所有的代码都写到一个.c源文件中,那么这个文件将会非常庞大,也非常恶心,你可以想象一下,一个文件有十几万行文字,不要说调试程序了,连阅读代码都非常困难。 3> 而且,公司里面都是以团队开发为主,如果多个开发人员同时修改一个源文件,那就会带来很多麻烦的问题,比如张三修改的代码很有可能会抹掉李四之前添加的代码。 4> 因此,为了模块化开发,一般会将不同的功能写到不同的.c源文件中,这样的话,每个开发人员都负责修改不同的源文件,达到分工合作的目的,能够大大提高开发效率。也就是说,一个正常的C语言项目是由多个.c源文件构成。 ### 2.将sum函数写到其他源文件中 接下来就演示一下多个源文件的开发,我将前面定义的sum函数写在另一个源文件(命名为sum.c)中。这时候就有两个源文件: #### 1> main.c文件 ~~~ 1 int main() 2 { 3 4 return 0; 5 } ~~~ #### 2> sum.c文件 ~~~ 1 int sum(int a, int b) 2 { 3 return a + b; 4 } ~~~ ### 3.在main函数中调用sum函数 1> 现在想在main函数中调用sum函数,那么你可能会直接这样写: ~~~ 1 int main() 2 { 3 int c = sum(10, 11); 4 5 return 0; 6 } ~~~ 这种写法在标准C语言编译器中是直接报错的,因为main函数都不知道sum函数的存在,怎么可以调用它呢!!! 2> 我们应该骗一下main函数,sum函数是存在的,告诉它sum函数的返回值和参数类型即可。也就是说,应该在main函数前面,对sum函数进行声明。 main.c文件应该写成下面这样 ~~~ 1 #include <stdio.h> 2 3 int sum(int, int); 4 5 int main() 6 { 7 int c = sum(10, 11); 8 9 printf("c is %d\n", c); 10 11 return 0; 12 } ~~~ 注意第3行,加了一个sum函数的声明。为了检验sum函数的调用结果,在第9行用prinf函数将结果输出。 ### 4.编译所有的源文件 sum.c和main.c都编写完毕后,就可以使用[gcc指令](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/05/06/3062576.html#label7)进行编译了。同时编译两个文件的指令是:cc -c main.c sum.c 编译成功后,生成了2个.o目标文件 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766c65184.png) 也可以单独编译: cc -c main.c cc -c sum.c ### 5.链接所有的目标文件 前面已经编译成功,生成了main.o和sum.o文件。现在应该把这2个.o文件进行链接,生成可执行文件。 1> 注意,一定要同时链接两个文件。如果你只是单独链接main.o或者sum.o都是不可能链接成功的。原因如下: - 如果只是链接main.o文件:cc main.o,错误信息是:在main.o中找到不到sum这个标识符,其实就是找不到sum函数的定义。因为sum函数的定义在sum.o文件中,main.o中只有sum函数的声明 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766c7669d.png) - 如果只是链接sum.o文件:cc sum.o,错误信息是:找不到main函数。一个C程序的入口点就是main函数,main函数定义在main.o中,sum.o中并没有定义main函数,连入口都没有,怎么能链接成功、生成可执行文件呢? 可以看出,main.o和sum.o有密不可分的关系,其实链接的目的就是将所有相关联的目标文件和C语言函数库组合在一起,生成可执行文件。 2> 链接main.o和sum.o文件:cc main.o sum.o,生成了可执行文件a.out ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766c8e1d0.png) 3> 运行a.out文件:./a.out,运行结果是在屏幕上输出了: ~~~ c is 21 ~~~ 说明函数调用成功,我们已经成功在main.c文件的main函数中调用了sum.c文件中的sum函数 4> 从中也可以得出一个结论:只要知道某个函数的声明,就可以调用这个函数,编译就能成功。不过想要这个程序能够运行成功,必须保证在链接的时候能找到函数的定义。 [回到顶部](http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/06/08/3093954.html#labelTop) ### 三、#include 理解完前面的知识后,接下来就可以搞懂一个很久以前的问题:每次写在最前面的#include是干啥用的? ### 1.#include的作用 先来看一个最简单的C程序: ~~~ 1 #include <stdio.h> 2 3 int main() 4 { 5 printf("Hello, World!\n"); 6 return 0; 7 } ~~~ 这个程序的作用是在屏幕上输出Hello,World!这一串内容,我们主要关注第一行代码。 -#include 是C语言的预处理指令之一,所谓预处理,就是在编译之前做的处理,预处理指令一般以 # 开头 -#include 指令后面会跟着一个文件名,预处理器发现 #include 指令后,就会根据文件名去查找文件,并把这个文件的内容包含到当前文件中。被包含文件中的文本将替换源文件中的 #include 指令,就像你把被包含文件中的全部内容拷贝到这个 #include 指令所在的位置一样。所以第一行指令的作用是将stdio.h文件里面的所有内容拷贝到第一行中。 - 如果被包含的文件拓展名为.h,我们称之为"头文件"(Header File),头文件可以用来声明函数,要想使用这些函数,就必须先用 #include 指令包含函数所在的头文件 -#include 指令不仅仅限于.h头文件,可以包含任何编译器能识别的C/C++代码文件,包括.c、.hpp、.cpp等,甚至.txt、.abc等等都可以 也就是说你完全可以将第3行~第7行的代码放到其他文件中,然后用 #include 指令包含进来,比如: 1> 将第3行~第7行的代码放到my.txt中 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766ca10a1.png) 2> 在main.c源文件中包含my.txt文件 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766cb63ec.png) - 编译链接后,程序还是可以照常运行的,因为 #include 的功能就是将文件内容完全拷贝到 #include 指令所在的位置 - 说明:这里用txt文件纯属演示,平时做项目不会这样做,除非吃饱了撑着,才会把代码都写到txt中去 ### 2.#include可以使用绝对路径 上面的#include "my.txt"使用的是相对路径,其实也可以使用绝对路径。比如#include "/Users/apple/Desktop/my.txt" ### 3.#include <>和#include ""的区别 二者的区别在于:当被include的文件路径不是绝对路径的时候,有不同的搜索顺序。 1> 对于使用双引号""来include文件,搜索的时候按以下顺序: - 先在这条include指令的父文件所在文件夹内搜索,所谓的父文件,就是这条include指令所在的文件 - 如果上一步找不到,则在父文件的父文件所在文件夹内搜索; - 如果上一步找不到,则在编译器设置的include路径内搜索; - 如果上一步找不到,则在系统的INCLUDE环境变量内搜索 2> 对于使用尖括号<>来include文件,搜索的时候按以下顺序: - 在编译器设置的include路径内搜索; - 如果上一步找不到,则在系统的INCLUDE环境变量内搜索 我这里使用的是clang编译器,clang设置include路径是(4.2是编译器版本):/usr/lib/clang/4.2/include Mac系统的include路径有: - /usr/include - /usr/local/include ### 4.stdio.h 我们已经知道#include指令的作用了,可是为什么要在第一行代码包含stdio.h呢? - [stdio.h](http://baike.baidu.com/view/538727.htm) 是C语言函数库中的一个头文件,里面声明了一些常用的输入输出函数,比如往屏幕上输出内容的printf函数 - 这里之所以包含 stdio.h 文件,是因为在第5行中用到了在 stdio.h 内部声明的printf函数,这个函数可以向屏幕输出数据,第7行代码输出的内容是:Hello, World! - 注意:stdio.h里面只有printf函数的声明。前面已经提到:只要知道函数的声明,就可以调用这个函数,就能编译成功。不过想要这个程序能够运行成功,必须保证在链接的时候能找到函数的定义。其实链接除了会将所有的目标文件组合在一起,还会关联C语言的函数库,函数库中就有printf函数的定义。因此前面的程序是可以链接成功的。 ### 5.头文件.h和源文件.c的分工 跟printf函数一样,我们在开发中会经常将函数的声明和定义写在不同的文件中,函数声明放在.h头文件中,函数定义放在.c源文件中。 下面我们将sum函数的声明和定义分别放在sum.h和sum.c中 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766cc55e6.png) 这是sum.h文件 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766cd6dda.png) 这是sum.c文件 然后在main.c中包含sum.h即可使用sum函数 ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766ce6eec.png) 其实sum.h和sum.c的文件名不一样要相同,可以随便写,只要文件名是合法的。但还是建议写成一样,因为一看文件名就知道sum.h和sum.c是有联系的。 运行步骤分析: 1> 在编译之前,预编译器会将sum.h文件中的内容拷贝到main.c中 2> 接着编译main.c和sum.c两个源文件,生成目标文件main.o和sum.o,这2个文件是不能被单独执行的,原因很简单: * sum.o中不存在main函数,肯定不可以被执行 * main.o中虽然有main函数,但是它在main函数中调用了一个sum函数,而sum函数的定义却存在于sum.o中,因此main.o依赖于sum.o 3> 把main.o、sum.o链接在一起,生成可执行文件 4> 运行程序 #### 说到这里,有人可能有疑惑:可不可以在main.c中包含sum.c文件,不要sum.h文件了? ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766d0679e.png) 大家都知道#include的功能是拷贝内容,因此上面的代码等效于: ![](https://box.kancloud.cn/2016-05-07_572d766d2d8ff.png) 这么一看,语法上是绝对没有问题的,main.c、sum.c都能编译成功,分别生成sum.o、main.o文件。但是当我们同时链接main.o和sum.o时会出错。原因:当链接这两个文件时链接器会发现sum.o和main.o里面都有sum函数的定义,于是报"标识符重复"的错误,也就是说sum函数被重复定义了。默认情况下,C语言不允许两个函数的名字相同。因此,不要尝试去#include那些.c源文件。 #### 有人可能觉得分出sum.h和sum.c文件的这种做法好傻B,好端端多出2个文件,你把所有的东西都写到main.c不就可以了么? - 没错,整个C程序的代码是可以都写在main.c中。但是,如果项目做得很大,你可以想象得到,main.c这个文件会有多么庞大,会严重降低开发和调试效率。 - 要想出色地完成一个大项目,需要一个团队的合作,不是一个人就可以搞的定的。如果把所有的代码都写在main.c中,那就导致代码冲突,因为整个团队的开发人员都在修改main.c文件,张三修改的代码很有可能会抹掉李四之前添加的代码。 - 正常的模式应该是这样:假设张三负责编写 main函数,李四负责编写其他自定义函数,张三需要用到李四编写的某个函数,怎么办呢?李四可以将所有自定义函数的声明写在一个.h文件中,比如 lisi.h,然后张三在他自己的代码中用#include包含lisi.h文件,接着就可以调用lisi.h中声明的函数了,而李四呢,可以独立地在另外一个文件中(比如lisi.c)编写函数的定义,实现那些在lisi.h中声明的函数。这样子,张三和李四就可以相互协作、不会冲突。 -