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头文件包含,你学废了吗?

每日猿码 232

前言:

现时你们对“c语言头文件是什么”都比较关切,大家都想要剖析一些“c语言头文件是什么”的相关资讯。那么小编在网上网罗了一些有关“c语言头文件是什么””的相关知识,希望同学们能喜欢,我们快快来了解一下吧!

前言

很多问题,你以为你学会了,其实你学废了;只有在项目实践中,你才能发现自己Too young ,Too simple

Talk is cheap,show me the code

我们使用一个代码实例,来演示头文件包含问题。

main.c:#include <stdio.h>#include "a.h"int main(){  funcA();  printf("hello world");  return 0;}a.h:#include "b.h"void funcA();b.h:#include "c.h"void funcB();c.h:#include "a.h"void funcC();

其中包含5个文件,一个c文件,3个头文件,一个makefile文件,main.c使用了头文件A声明的函数funcA,头文件A中依赖头文件B,头文件B依赖头文件C,头文件C依赖头文件A,因此头文件A->头文件B->头文件C->头文件A,造成了循环依赖。

我们使用make命令编译一下,看看会出现什么情况

                 from b.h:1,                 from a.h:1,                 ...                 from b.h:1,                 from a.h:1,                 from main.c:2:a.h:1:15: error: #include nested too deeply    1 | #include "b.h"      |               ^make: *** [Makefile:5: main.o] Error 1[saltape@ubuntu ~/project/C]$

毫无悬念的出现了编译错误,原因是头文件嵌套太深。这种错误比较小白,当然真实的项目中是可能出现这样的问题的,只不过由于各种技术问题,没有出现编译报错问题,但是造成了更为严重的后果————编译时间太长。

这种问题怎么避免呢?对于小白,只写几个文件,一般是看不到这种问题的,只有在公司的项目中,文件越来越多,可能会出现问题。下面我们对于头文件包含讲解几个重要的原则;掌握了这些原则,就极大可能避免这种问题(说极大可能,是因为每个人的编码能力不同,不可能靠几个人来规避这种问题)

原则1:

使用头文件保护符

#ifndef ... #endif

头文件保护符指的是下列这一段代码或者与之功能相同的代码,其功能是防止头文件被多次包含而出错;

```#ifndef HEADER_H#define HEADER_H//coding#endif``

在头文件保护符中涉及到了4种指令:

#define:用于将一个名字设定为预处理变量,该名字通常以头文件的全大写同名确定;#ifdef: 判断一个名字是否被定义为预处理变量,如果已定义,则为True;#ifndef: 与上一个想法,未定义时为True;#endif: 结束指令,如果#ifdef或者ifndef为False,则直接跳到该指令之后的代码。

原则2:头文件应当自包含

头文件自包含意味着,编译该头文件不需要引入额外的头文件。如果引入其他的头文件才能编译通过,那么就会引入编译依赖,这就给编译时间增加了无限可能。

原则3:头文件不应该包含无用的头文件

在遵循原则2的基础上,应该去除不需要的头文件;每多一个头文件,都会导致编译时间的增加,此外,如果修改了不需要的文件,就需要重新编译该头文件。

在公司曾经遇到过“上帝头文件”,这个上帝头文件是怎么回事呢?它自身包含了所有的头文件,其他组开发人员只需要包含这一个头文件就可以了,虽然对于开发人员省力了,但是从编译角度看,它是非常不可取的,这样导致编译时间急剧增加,给后期维护增加了巨大困难。

原则4:禁止头文件循环依赖

文章开头,就是拿头文件依赖举例子,直接导致编译不过,虽然现实中技术上也能让编译通过,不过我劝你不要这样做,编译时间增加是肯定的,后期不知道什么时候会直接导致项目挂掉。

原则5:头文件功能应该单一

我们知道,C语言中有类型、宏声明,也有函数声明,这一原则建议头文件将类型、宏定义和函数定义分开。曾经在公司做组件解耦的工作,因为文件需要一个宏,包含了十几个文件。这样的使用,显然是不合理的。

原则6:对外接口与对内接口分开

在公司,大都是多个组合作开发,组与组之间有接口调用,我们对外提供接口时,避免与内部接口放到一起;一方面防止误用,另一方面,防止接口的更新导致对外调用失败。

散步引发的思考

刚才在路上散步,突然想起在公司做组件解耦的工作时,曾经使用过一款头文件依赖扫描工具,可以检测出头文件循环依赖等问题,当时觉得挺牛逼,果然还是大公司人才济济。

现在想想,我有一个不成熟的想法,也可以实现类似的功能,如果感兴趣的小伙伴可以实现一下,如果实现不了,也可以联系我哦~~~

头文件依赖扫描算法

扫描每个路径下的头文件对每个头文件抽取它所包含的头文件,保存下来,形成表格

其中第一列表示扫描的头文件,第2,3列表示它依赖的头文件

根据上一步扫描的表格,可以形成头文件依赖有向图

我们要扫描这个有向图,将其中的环扫描出来就能得到文件循环依赖。

要实现以上算法,需要用到数据结构中图的遍历、有向图遍历、并查集(union find),建议使用python实现

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