第五章-#include与标准函数库

C语言的标准函数库

以输入输出函数(scanf/printf)举例:

1. C语言本身不提供输入输出语句,输入输出操作是由C标准函数库中的函数来实现的.
2. C提供的标准函数以库的形式在C的编译系统中提供,他们不是C语言文本中的组成部分.
3. 各种C编译系统(VC6.0/clang/v2.0等等)提供的系统函数库是各软件公司编制的,它包括了C语言建议的全部标准函数,还根据用户的需求补充了一些常用的函数,已经对他们进行了编译,成为目标文件(.obj文件/.o文件).他们在程序连接阶段与由源程序经编译而得的目标文件(.obj文件/.o文件)相连接,生成一个可执行的目标程序(.ext文件/a.out文件).
4. 不同的编译系统所提供的函数库中,函数的数量/名字/功能是不完全相同的.不过有些通用的函数(比如:printf/scanf等),各种编译系统都提供,成为各种系统的标准函数
5. 在使用系统库函数时,要在程序的开头用预处理指令#include把有关头文件放在本程序中.
6. 比如#include<stdio.h>,该头文件中包含了与标准I/O库有关的变量定义和宏定义以及对函数的声明
7. 那么为什么要包含头文件呢?
   • 我们知道,当一个函数只要有声明,即使没有定义,我们也可以调用这个函数,而且编译不会报错,但是连接的时候才会报错,那么就说明,编译仅仅是为了检查有没有语法错误,然后转化成相应的二进制,当连接时才会真正的使用函数的定义
   • 由于stdio.h中包含了printf/scanf的声明,因此,只要我们导入该文件,当使用了这两个函数的时候,编译就不会报错了
   • 这就是.h文件的作用:仅仅为了做一些声明,确保在编译时不会报错,或者在调用某些函数/变量时,证明他们存在,以至于在编译时不会报错.真正用到的是连接,连接时候就会把所有的.c(或者.m)源文件合并在一起,形成一个完整的可执行文件

#include的基本使用

1. #include+头文件:就是把头文件中的所有内容copy到相应的位置而已,stdio.h里面有函数printf的声明,因此编译时不会报错,当连接时,会把系统的函数库中函数定义连接进来,就会有printf的定义了
2. 这里的头文件其实确切来说是文件的路径
3. 为何有的用”“,有的用<>呢?我们自己写的文件用”“,系统的文件用<>
4. 代码举例:

#include<stdio.h>
int main(){
    printf("哈哈哈哈哈\n");
#include"abc.text"
    //相对路径
#include"def/def.text"
    //绝对路径
#include"/Users/xyj/Desktop/C语言笔记记录/代码/include的使用/def/def.text"
}

/*
 //打印结果如下:
 哈哈哈哈哈
 我是abc文件中的内容
 我是def中的内容
 我是def中的内容
 */

文件目录如下图:

多文件开发

创建两个.c文件zhangsan.c lisi.c .c文件代码如下

/*
 zhangsan.c文件
 张三:主要编写main函数
  */
#include<stdio.h>
#include"lisi.h"
int main (){
    int score1 = 100;
    int score2 = 70;
    int c = average(score1,score2);
    printf("平均分是%d\n",c);
    return 0;
}

李四.c文件:

/*
 lisi.c文件
 李四:编写一些运算函数
 */
int average(int a ,int b){
    return (a + b)/2;
}
int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int minus(int a, int b)
{
    return a - b;
}

int multiply(int a, int b)
{
    return a * b;
}

李四.h文件

/*
 lisi.h文件
 编写函数的声明
 */
int average(int a, int b);
int sum(int a, int b);
int minus(int a, int b);
int multiply(int a, int b);

解析:

• 当没有lisi没有.h文件,只有.c文件时,同一个文件夹下有zhangsan.c和lisi.c文件
• 要想运行成功步骤如下:
  • 编译zhangsan.c文件,虽然有警告(average函数没有声明),但是仍然可以编译成功生成zhangsan.o文件
  • 编译lisi.c文件,生成lisi.o文件
  • 同时连接zhangsan.o与lisi.o文件生成可执行文件a.out
  • 或者:直接省略上面3步:cc zhangsan.c lisi.c 编译/连接同时进行生成a.out文件,但是也会产生同样警告
  • 运行a.out

• 终端代码如下:

   xyjdeMacBook-Pro:多文件开发 xyj$ cc -c zhangshan.c
   zhangshan.c:11:13: warning: implicit declaration of function 'average' is
   invalid in C99 [-Wimplicit-function-declaration]
   int c = average(score1,score2);
   ^
   1 warning generated.
   xyjdeMacBook-Pro:多文件开发 xyj$ cc -c lisi.c
   xyjdeMacBook-Pro:多文件开发 xyj$ cc zhangshan.o lisi.o
   xyjdeMacBook-Pro:多文件开发 xyj$ ./a.out
   平均分是85
  

• 要想解决上面的警告有以下两种解决办法:
  • 办法一:
    • 找到lisi.c文件中所有的函数定义,然后分别写对应的函数声明到zhangsan.c文件中
    • 缺点:李四每写一个函数,你就要copy函数名,到张三.c文件中写函数声明,这样太麻烦;
  • 方法二:
    • 李四新建一个lisi.h文件,把lisi.c中的所有函数都写对应的声明到lisi.h文件中去,每当定义一个函数时,就相应在.h文件中写声明
    • 在zhangsan.c文件中只需要写上#include”lisi.h”文件就可以了”,在执行cc zhangsan.c lisi.c生成a.out就不会有警告了

总结:

1. 函数的定义放.c文件，函数的声明放.h文件
2. 如果要使用某个.c文件中定义的函数，只需要#include这个.c文件对应的.h文件
3. .h文件的作用：(仅仅)被别人拷贝。编译链接的时候都不需要管.h文件
4. cc xx.o xxx.o 将多个目标文件链接在一起
   cc xx.c xxx.c 将多个源文件编译、链接
5. 编译:检查语法是否有错误
6. 连接:把项目中所有相关联的.o目标文件/c语言的库函数合并在一起,生成可执行文件