關於標頭檔案如何關聯原始檔的學習認知

2021-10-06 08:19:18 字數 3289 閱讀 2697

1,系統自帶的標頭檔案用尖括號括起來,這樣編譯器會在系統檔案目錄下查詢。

如#include

2,使用者自定義的檔案用雙引號括起來,編譯器首先會在使用者目錄下查詢,然後在到c++安裝目錄(比如vc中可以指定和修改庫檔案查詢路徑,unix和linux中可以通過環境變數來設定)中查詢,最後在系統檔案中查詢。

如#include 「a.h」

這個問題實際上是說,已知標頭檔案「a.h」宣告了一系列函式,「b.cpp」中實現了這些函式,那麼如果我想在「c.cpp」中使用「a.h」中宣告的但是在「b.cpp」中實現的函式,通常都是在「c.cpp」中使用#include 「a.h」,那麼c.cpp是怎樣找到b.cpp中的實現呢?

首先要知道的第一點是,其實.cpp和.**件名稱沒有任何直接關係,很多編譯器都可以接受其他副檔名。我之前有看到一些文章的源**,.cpp檔案由其他字尾的檔案替代了。

譚浩強老師的《c程式設計》一書中提到,編譯器預處理時,要對#include命令進行「檔案包含處理」:將file2.c的全部內容複製到#include 「file2.c」處。這也正說明了,為什麼很多編譯器並不care到底這個檔案的字尾名是什麼----因為#include預處理就是完成了乙個「複製並插入**」的工作。

編譯的時候,並不會去找b.cpp檔案中的函式實現,只有在link的時候才進行這個工作。我們在b.cpp或c.cpp中用#include 「a.h」實際上是引入相關宣告,使得編譯可以通過,程式並不關心實現是在**,是怎麼實現的。原始檔編譯後成生了目標檔案(.o或.obj檔案),目標檔案中,這些函式和變數就視作乙個個符號。在link的時候,需要在makefile裡面說明需要連線哪個.o或.obj檔案(在這裡是b.cpp生成的.o或.obj檔案),此時,聯結器會去這個.o或.obj檔案中找在b.cpp中實現的函式,再把他們build到makefile中指定的那個可以執行檔案中。

在unix下,甚至可以不在原始檔中包括標頭檔案,只需要在makefile中指名即可(不過這樣大大降低了程式可讀性,是個不好的習慣哦_)。在vc中,一幫情況下不需要自己寫makefile,只需要將需要的檔案都包括在project中,vc會自動幫你把makefile寫好。

通常,編譯器會在每個.o或.obj檔案中都去找一下所需要的符號,而不是只在某個檔案中找或者說找到乙個就不找了。因此,如果在幾個不同檔案中實現了同乙個函式,或者定義了同乙個全域性變數,鏈結的時候就會提示「redefined」。

extern是c/c++語言中表明函式和全域性變數作用範圍(可見性)的關鍵字,它告訴編譯器,其宣告的函式和變數可以在本模組或其它模組中使用。

1.對於extern變數來說,僅僅是乙個變數的宣告,其並不是在定義分配記憶體空間。如果該變數定義多次,會有連線錯誤。

2.通常,在模組的標頭檔案中對本模組提供給其它模組引用的函式和全域性變數以關鍵字extern宣告。也就是說c檔案裡面定義,如果該函式或者變數與開放給外面,則在**件中用extern加以宣告。所以外部檔案只用include該**件就可以了。而且編譯階段,外面是找不到該函式的,但是不報錯。link階段會從定義模組生成的目標**中找到此函式。

3.與extern對應的關鍵字是static,被它修飾的全域性變數和函式只能在本模組中使用。

被extern "c"修飾的變數和函式是按照c語言方式編譯和連線的;

未加extern 「c」宣告時的編譯方式如下:

首先看看c++中對類似c的函式是怎樣編譯的。

作為一種物件導向的語言,c++支援函式過載,而過程式語言c則不支援。函式被c++編譯後在符號庫中的名字與c語言的不同。例如,假設某個函式的原型為:

void foo( int x, int y );
該函式被c編譯器編譯後在符號庫中的名字為_foo,而c++編譯器則會產生像_foo_int_int之類的名字(不同的編譯器可能生成的名字不同,但是都採用了相同的機制,生成的新名字稱為「mangled name」)。

_foo_int_int這樣的名字包含了函式名、函式引數數量及型別資訊,c++就是靠這種機制來實現函式過載的。例如,在c++中,函式void foo( int x, int y )與void foo( int x, float y )編譯生成的符號是不相同的,後者為_foo_int_float。

同樣地,c++中的變數除支援區域性變數外,還支援類成員變數和全域性變數。使用者所編寫程式的類成員變數可能與全域性變數同名,我們以"."來區分。而本質上,編譯器在進行編譯時,與函式的處理相似,也為類中的變數取了乙個獨一無二的名字,這個名字與使用者程式中同名的全域性變數名字不同。

未加extern "c"宣告時的連線方式

假設在c++中,模組a的標頭檔案如下:

// 模組a標頭檔案 modulea.h

#ifndef module_a_h

#define module_a_h

int foo( int x, int y );

#endif

在模組b中引用該函式:

// 模組b實現檔案 moduleb.cpp

#include "modulea.h"

foo(2,3);

實際上,在連線階段,聯結器會從模組a生成的目標檔案modulea.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號!

加extern "c"宣告後的編譯和連線方式

加extern "c"宣告後,模組a的標頭檔案變為:

// 模組a標頭檔案 modulea.h

#ifndef module_a_h

#define module_a_h

extern "c" int foo( int x, int y );

#endif

在模組b的實現檔案中仍然呼叫foo( 2,3 ),其結果是:

(1)模組a編譯生成foo的目標**時,沒有對其名字進行特殊處理,採用了c語言的方式;

(2)聯結器在為模組b的目標**尋找foo(2,3)呼叫時,尋找的是未經修改的符號名_foo。

如果在模組a中函式宣告了foo為extern "c"型別,而模組b中包含的是extern int foo( int x, int y ) ,則模組b找不到模組a中的函式;反之亦然。

所以,可以用一句話概括extern 「c」這個宣告的真實目的(任何語言中的任何語法特性的誕生都不是隨意而為的,**於真實世界的需求驅動。我們在思考問題時,不能只停留在這個語言是怎麼做的,還要問一問它為什麼要這麼做,動機是什麼,這樣我們可以更深入地理解許多問題)。實現c++與c及其它語言的混合程式設計。

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