[转帖] 关于Ｃ中 ｄｅｆｉｎｅ 的一些问题

hjack

学过C语言的人大概都知道，编写C语言的程序时候，除了程序文件，多半还要包括头文件，也就是我们印象中的.h文件。头文件里到底该放些什么呢？

刚开始学编程的那会儿，就知道头文件里放的东西应该是在多个程序里用到的，那时对一个程序可以实现在多个文件里还没有什么感觉，于是按照自己的“复用逻辑”，把一大堆的东西都塞进了头文件。记得以前曾经编写一个DOS程序，因为程序里用到鼠标，于是写了一个头文件，把所有鼠标相关的函数放了进去。那个程序只有一个程序文件，于是程序运行得很好，我也没有多想，头文件里到底应该放些什么进去。

真正让我开始考虑这个问题的是一次课程设计。那次准备编一个小游戏，用的是VC。由于VC下在一个project下管理多个程序文件比较容易，于是我采用了多程序文件，麻烦开始了。采用了和以前同样的思维习惯，我把一堆东西塞到了头文件中。编那个程序的时候，我把自己学来的防止重编译的手法用上了：

#ifndef __XXX_H

#define __XXX_H

……

#endif

曾为此得意洋洋，以为自己的手法很酷！

但结果是，编译不通过。给出的提示：redefine？重定义？我没有啊？我不是防止重编译了吗？怎么还会出这种错？（当时，我根本没弄清楚重定义和重编译的区别）

为此，挠头了好长时间，幸而在网上求得高人帮助顺利解决。后来才知道，关于这个问题，我曾在《C++编程思想》中看到过相关的论述，只因为字太少，没有引起自己足够的重视。于是再读一遍，豁然开朗。


那C语言的头文件中到底该放些什么呢？

说白了，很简单，就是声明（declaration），而在程序文件里放的应该是定义（define）。声明和定义的区别何在？就差一个空间分配，也就是说，声明是不分配空间的，而定义是要分配空间的。胡涂了吧！那我就以自己的错误为反面教材解释一下吧！

我当时犯下的错误就是将许多定义放到了头文件中，比如在头文件中这么写：

char ch;

这就是一个定义。别喊，我知道这个叫声明语句，可它实际上就是一个定义，它之所以称为“声明”，我以为完全是历史上的冤假错案。

让我们看一下C语言的编译过程，如果你在Unix/Linux下编写过程序，你一定知道Makefile。Makefile里经常会有这种东西：

exe : a.o b.o

gcc -o exe a.o b.o

a.o : a.c

gcc -c a.o a.c

b.o : b.c

gcc -c b.o b.c

这就大概反映了一个编译过程，就是由a.c生成a.o，b.c生成b.o，然后由a.o和b.o一起来生成exe。

现在回到我们的问题上，我们在头文件里定义了一个变量。而这个头文件有恰好被a.c和b.c所包含，也就是说两个文件都有这么一句。

#include “header.h” (假设该文件中就包含上面出现的定义）

在C的编译过程，预处理指令是在编译进行前先行处理的。Include预处理指令就是让header.h在a.c和b.c中被展开，也就是说，在预处理完的两个程序中，都包含了

char ch;

你不信的话，可以自己试一下。

Gcc –E a.c > a.i（a.i是自己起的名字）

编译行动继续往下走，二者都生成了自己对应的.o文件，准备最后的连接了。这是编译器发现，在a.o中有一个变量叫ch，在b.o中也有一个变量叫ch，都要自己的空间，给a，b不同意，给b，a也不同意。于是它搞不定了，最后决定向你报告，结果就出现了一个连接错误：重定义。


现在知道问题是怎么出来的了吧！知道了哪里有问题，就要想办法解决问题。

我们的问题是在头文件中放置了定义，而在多个程序文件中包含了这个文件。实际上，我们之所以把这个变量放入头文件，就是因为我们可能在多个地方用到它，这也就是我们对头文件的最基本的认识。我又要多个地方用到，又不能在头文件中定义，那该如何解决呢？

声明是最好的回答。

我知道，从刚才你就想骂我，因为，我把声明语句说成了定义，那声明跑哪去了？真正的声明在C语言中应该这么写：

extern char ch；

都是初学C语言时用了谭老师的那本C语言教材的错，我们都忽略了extern，就知道了个“外部的”，具体怎么用都不清楚。（别废话，说正题！）

这样，我们就声明了一个变量，这才是真正的“声明”。

声明的作用就是告诉计算机介绍一个名字。编译器看到它，就知道有个变量叫ch，但并不为它分配空间，当然，如果真正用到了ch，还是要给它分配空间的，在哪分配？都说不能在头文件了，当然只能在程序文件里了。通常一个实现文件对应着一个目标文件，而生成可执行文件的时候，目标文件们是多对一，于是就不可能出现多个定义了。

上面基本上都是在说变量，其实对于函数也存在着同样的问题，说过了变量问题，函数问题就简单了，你只要知道，如何声明、如何定义就够了。我们通常写函数就是定义，那声明呢？就是我们常说的函数原型。

如果有兴趣，你可以打开C语言一个库文件看看，现在知道为什么里面基本上都是函数原型了吧！


当然，事事没有绝对，我并没有说头文件中绝对不能放“定义”，放也可以，没人会反对你，前提是，你确实知道自己在做什么。


再解释一下，前面提到过的防止重编译的手法。

相信只要写得正规点的头文件中，在文件的开头结尾，你会看到这样的东西：

#ifndef __XXX_H

#define __XXX_H

……

#endif

为什么这么写呢？

先来看看，上面的语意吧！

如果没有定义__XXX_H，就定义它。

文件编译的时候，如果同一个文件被多次包含，第一次遇到这个语句的时候，它显然还没有定义__XXX_H，于是定义它，继续下面的编译。后面再遇到的时候，因为已经定义过__XXX_H了，就直接跳到#endif。中间的东西就不会被再次编译。

你或许想问，我为什么要在一个文件中包含多个头文件，你通常是不会这么干，但你知道你包含的头文件都干了些什么吗？

我的意思是，有可能有这种情况：

你写了两个头文件a.h和b.h，而b.h中包含了a.h。

当你编程的时候，如果同时用到a.h和b.h，所以就这么写了：

#include “a.h”

#include “b.h”

上面已经说过，include指令会在当前位置将程序展开，展开b.h的时候，a.h需要在b.h里展开，于是，a.h被展开两次。

你的本意并不是把a.h处理两次，而实际上如果你不处理一下的话，它就会被处理两次。这种情况在使用标准库的时候会变得非常频繁，因为你通常不会注意每个头文件中还包含了那些文件。

防止重编译的最大的好处是省时，当然，你若不在乎那点时间，别人也没办法：）

如果你的程序还没有解决好声明与定义的问题，把定义写进了头文件，又忘了防止重编译，哈哈，两个麻烦就会一起找到你，具体的情形，自己分析去吧！

lxxzhy

学到东西了.

parker

空杯子

路过了，支持。。。