C 语言学习——头文件

头文件是扩展名为 .h 的文件，包含了 C 函数声明和宏定义，被多个源文件中引用共享。有两种类型的头文件：程序员编写的头文件和编译器自带的头文件。

在程序中要使用头文件，需要使用 C 预处理指令 #include 来引用它。前面我们已经看过 stdio.h 头文件，它是编译器自带的头文件。

引用头文件相当于复制头文件的内容，但是我们不会直接在源文件中复制头文件的内容，因为这么做很容易出错，特别在程序是有多个源文件组成的时候。

A simple practice in C 或 C ++　程序中，建议把所有的常量、宏、系统全局变量和函数原型写在头文件中，在需要的时候随时引用这些头文件。

引用头文件的语法

使用预处理指令 #include 可以引用用户和系统头文件。它的形式有以下两种。

#include <file>

这种形式用于引用系统头文件。它在系统目录的标准表中搜索名为file的文件。在编译源代码是，可以通过 -l 选项把前置在改列表前。

#include "file"

引用头文件的操作

#include 指令会指示 C 预处理器浏览指定的文件作为输入。预处理的输出包含了已经生成的输出，被引用文件生成的输出以及#include指令之后的文本输出。

# 头文件 header.h

char *test(void);

主程序program.c

int x;
#include "header.h"

int main(void)
{
    puts (test());
}

编译器会看到如下的代码信息：

int x;
char *test(void);

int main(void)
{
    puts (test());
}

只引用一次头文件

如果一个头文件被引用两次，编译器会处理两次头文件的内容，这将产生错误。为了防止这种情况。标准的做法是吧文件的整个内容放在条件编译语句中。

#ifdef HEADER_FILE
#define HEADER_FILE

the entire header file file

#endif

这种结构就是通过通常所说的包装器#ifndef。当再次引用头文件时，条件为假，因为HEADER_FILE 已定义。此时，预处理器会跳过文件的整个内容，编译器会忽略它。

有条件引用

有时需要从多个不同的头文件中选择一个引用到程序中。例如，需要指定在不同的操作系统上使用的配置参数。可以通过一系列条件来实现这点。

#if SYSTEM_1
    # include "system-1.h"
#elif SYSTEM_2
    # include "system_2.h"
#elif SYSTEM_3
    ...
#endif

但是如果头文件比较多的时候，这么做事很不妥的，预处理器使用宏来定义头文件的名称。这就是所谓的有条件引用。它不是用头文件的名称作为#include 的直接参数，只需要使用宏名称代替即可。

#define SYSTEM_H "system_1.h"
...
#include SYSTEM_H

SYSTEM_H 会扩展，预处理器会查找 system_1.h，就像 #include 最初编写的那样。SYSTEM_N可通过 -D 选项被 Makefile定义。