h文件和c文件的關係是什麼

h檔案經常被放在.c(.cpp)檔案的頭部，所以就給它起名叫做「頭檔」。 h檔案就是將.c檔案重複的宣告語句提取出來，放在一個新檔案裡，然後在需要的.c(.cpp)檔案中敲入「#include XXXX」這樣的語句即可的檔案。

本教學操作環境：windows7系統、C 17版本、Dell G3電腦。

詳解C語言專案中.h檔和.c檔的關係

在編譯器只認識.c(.cpp))文件，而不知道.h是何物的年代,那時的人們寫了很多的.c(.cpp)文件，漸漸地，人們發現在很多.c(.cpp)文件中的聲明語句就是相同的，但他們卻不得不一個字一個字地重複地將這些內容敲入每個.c(.cpp)檔案。但更恐怖的是，當其中一個聲明有變更時，就需要檢查所有的.c(.cpp)檔。

於是人們將重複的部分提取出來，放在一個新檔案裡,然後在需要的.c(.cpp)檔案中敲入#include XXXX這樣的語句。這樣即使某個聲明發生了變更，也再不需要到處尋找與修改了。因為這個新文件，經常被放在.c(.cpp)文件的頭部，所以就給它起名叫做“頭文件”，擴展名是.h。

在我們語言的初學階段，往往我們的程式只有一個.c的檔案或這很少的幾個，這時我們就很少遇到頭檔組織這個頭痛的問題，隨著我們程式的增加，程式碼量到了幾千行甚至幾萬行，檔案數也越來越多。這時這些文件的組織就成了一個問題，其實說白了這些文件的組織問題從理論上來說是軟體工程中的模組設計等等的問題。

頭檔的作用的簡短描述:

（1）透過頭檔來呼叫庫功能。在許多場合，原始碼不便（或不准）向用戶公佈，只要向用戶提供頭檔和二進位的庫即可。使用者只需要按照頭檔中的介面聲明來呼叫庫功能，而不必關心介面怎麼實現的。編譯器會從函式庫中提取對應的程式碼。

（2）頭檔能加強型別安全檢查。如果某個介面被實現或被使用時，其方式與頭檔中的聲明不一致，編譯器就會指出錯誤，這一簡單的規則能大大減輕程式設計師偵錯、改錯的負擔。

比方說我在aaa.h裡定義了一個函數的聲明，然後我在aaa.h的同一個目錄下建立aaa.c ， aaa.c裡定義了這個函數的實現，然後是在main函數所在.c檔裡#include這個aaa.h 然後我就可以使用這個函數了。 main在執行時就會找到這個定義了這個函數的aaa.c檔。這是因為：main函數為標準C/C 的程式入口，編譯器會先找到該函數所在的檔案。

假定編譯程式編譯myproj.c（其中含main()）時，發現它include了mylib.h（其中宣告了函數void test()），那麼此時編譯器將按照事先設定的路徑（Include路徑列表及程式碼檔案所在的路徑）尋找與之同名的實作文件（副檔名為.cpp或.c，此範例為mylib.c），如果找到文件，並在其中找到函數（此例中為void test()）的實作程式碼，則繼續編譯。

如果在指定目錄找不到實現文件，或者在該文件及後續的各include文件中未找到實現代碼，則返回一個編譯錯誤.其實include的過程完全可以“看成”是一個文件拼接的過程，將聲明和實作分別寫在頭檔及C文件中，或將二者同時寫在頭文件中，理論上沒有本質上的差異。

理論上C文件與頭檔裡的內容，只要是C語言所支援的，無論寫什麼都可以的，例如你在頭檔中寫函數體，只要在任何一個C檔包含此頭檔就可以將這個函數編譯成目標檔的一部分（編譯是以C檔為單位的，如果不在任何C檔中包含此頭檔的話，這段程式碼就形同虛設），你可以在C檔中進行函數聲明，變數聲明，結構體聲明，這也不成問題！ ！ ！那為何一定要分成頭文件與C文件呢？又為何一般都在頭件中進行函數，變數聲明，宏聲明，結構體聲明呢？而在C檔中去進行變數定義，函數實作呢？ ？

要理解C檔與頭檔有什麼不同之處，首先需要弄清楚編譯器的工作過程，一般說來編譯器會做以下幾個過程：

1.預處理階段

2.詞法與語法分析階段

3.編譯階段，先編譯成純組譯語句，再將之彙編成跟CPU相關的二進位碼，產生各個目標檔

4.連接階段，將各個目標文件中的各段程式碼進行絕對位址定位，產生跟特定平台相關的可執行文件，編譯器在編譯時是以C文件為單位進行的，也就是說如果你的專案中一個C文件都沒有，那麼你的專案將無法編譯，連接器是以目標文件為單位，它將一個或多個目標文件進行函數與變數的重定位，產生最終的可執行文件，在PC上的程式開發，一般都有一個main函數，這是各個編譯器的約定。為了產生一個最終的可執行文件，就需要一些目標文件，也就是需要C文件，而這些C文件中又需要一個main函數作為執行程式的入口。

簡單說就是C語言的編譯分為預處理、編譯、組譯、連結（test.c test.h => test.i => test.s => test.o = > test）四個大的階段。 c檔案中的#include巨集處理，會在預處理的階段將c中所引用的h檔的內容全部寫到c檔中，最後產生.i中間文件，這時h 檔案中的內容就相當於被寫道c檔中。

這也為程式碼的複用提供了管道，很多的c文件可以去引用同一個h文件，這樣這個h文件就會被放到多個c文件中被編譯多次，這也是h檔案中不能放定義只能放聲明的原因，放定義時被編譯多次，在程式連結的時候（系統中定義了多個int a;強符號定義)會出現錯誤， 聲明就不一樣，聲明表示定義的擴展，最終都會終結到一個定義上，所以不會出現link時重複定義的錯誤。

程式設計中我們在h檔肯定都用過一下的格式

#ifndef  XXX_H
#define  XXX_H
 //……
#endif

呵呵，那他到底有什麼用呢，在h檔互相引用時，消除重複定義。當然宏定義是在預處理階段發揮作用的，編譯方後的過程是沒有巨集的影子的。

A.h
int a();
  
B.h
#include "A.h"
  
C.h
#include "A.h"
  
D.h
#include "A.h"
#include "B.h"

上面的D.h檔案中就會重複出現兩個int a();的宣告阿，這樣就有點重複了，這時條件編譯宏就派上了用場

A.h
#ifndef A_H
#define A_H
int a();
#endif

這樣就不會重複定義了。

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