• 好好学习,天天向上~
  • 欢迎欢迎~

c语言入门27,多文件编程,extern和static关键字

c语言 lcc 34℃ 0评论

前面两节介绍的 C语言“伪类”和宏定义,在较大的项目中都是非常实用的。实际上,程序员的工作就是把一个较复杂的需求,分解成若干个较独立的模块,然后继续把每个模块分解成若干更简单的工作,并编写代码逐个实现,最后再合并完成需求。在实际开发中,每一个独立模块单独占用一个文件是合适的。本节将介绍 C 语言的多文件编程

例如在某个项目中,text.c 负责处理文本,picture.c 负责处理图片,video.c 负责处理视频。整个项目的构成一目了然,维护很方便。

还是像以前一样,我们从实例出发,建立 fun.c 文件,我们自定义的函数都在此文件编写。再建立 main.c 文件,main 函数编写在此文件中,请看下图:

然后在 fun.c 文件里定义 add 函数和全局变量 cnt:

// fun.c
int cnt = 0;
int add(int a, int b)
{
    printf("add cnt: %d\n", cnt++);
    return a+b;
}

再在 main.c 文件里的 main 函数中调用 add 函数:

// main.c
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("3+4=%d\n", add(3, 4));
    printf("3+7=%d\n", add(3, 7));
    return 0;
}

编译执行,输出结果如下。

虽然程序按照预期执行了,但是应该能在编译时发现有警告信息:

...\hello\main.c|5|warning: implicit declaration of function 'add' [-Wimplicit-function-declaration]|


这是因为编译器在处理 add 函数调用时没有找到 add 函数的原型,只能根据 add(3, 4) 函数调用“推测”隐式声明

int add(int, int);

所幸编译器“推测”正确,因此程序得以正常执行。

C 语言编译器为什么需要函数原型?

这是因为编译器必须知道函数的参数类型和个数,以及返回值的类型,才能知道该生成什么样的指令。那,为什么不从函数调用的隐式声明中“推测”呢?这是因为并不是所有情况编译器都能“推测”正确的,一旦编译器“推测”错误,要么程序无法编译通过,要么无法得到预期结果。

例如,add 函数的形参都是 int 型的,实际上我们也能传入 char 型实参,这时编译器就无法获得正确的参数类型了。对于 printf 这种参数可变的函数,编译器就更不能确定它的参数类型了。另外,函数的返回值类型,编译器也往往无法正确获得。既然如此,为什么编译器不自己去搜索函数的定义呢?这是因为编译器不知道去哪里找,例如我们在 main.c 里调用的 add 函数在 fun.c 里,编译器又怎么会知道呢?

extern 和 static 关键字

extern 的字面意思是“外部的”,它也是 C 语言中的一个关键字,表示“外部符号”。你已经知道 C 语言编译器需要知道函数的原型,所以在 main.c 中,正确的做法应该是:

#include <stdio.h>
extern int add(int a, int b);
// 或 int add(int a, int b);
int main()
{
    char i = 7;
    printf("3+4=%d\n", add(3, 4));
    printf("3+7=%d\n", add(3, i));
    return 0;
}

这样编译器就知道 add 函数的原型了,也知道它来自于外部文件。实际上,函数声明中的 extern 也可以不写,不过不写 extern 仍然表示 add 函数是外部符号。

应该注意到 fun.c 文件里有个全局变量 cnt,我们能否在 main.c 中使用呢?答案是肯定的,使用 extern 引入定义就可以了。

extern int cnt;

引入外部变量时,extern 不能省略。extern int cnt; 不是定义变量,因此不会为 cnt 分配空间。另外,在 fun.c 中,我们可以把 cnt 初始化为 0 :

int cnt = 0;

而在 main.c 中,则不能再对 cnt 做初始化,下面这种做法是非法的,编译器会报错:

extern int cnt = 1;     //非法

如果不写 extern,意思就变了,int cnt;显然表示定义了一个变量。

如果不希望外界使用本文件里定义的函数,或者变量,该怎么办呢?答案是使用 static 关键字。以前我们使用过 static 来定义静态变量,它其实还表示变量或者函数属于“内部符号”,有 static 修饰的全局变量和函数在外部文件中都是不可见的。

// fun.c
static int cnt = 0;
static int add(int a, int b)
{
    printf("add cnt: %d\n", cnt++);
    return a+b;
}

这时,cnt 和 add 函数只能在 fun.c 文件中使用,在 main.c 中即使使用 extern 也是不能访问 cnt 和 add 函数的。

有了 extern 和 static 关键字,我们在不同的文件里定义不同的模块时,就能方便的控制变量或者函数的访问范围了。

可是还有问题啊,如果 add 函数可以被外部访问,还有 A 模块也需要用到 add 函数,那我们就需要再在 A 模块里 extern add 函数。如此一来,以后只要有模块需要用到 add 函数,就需要 extern 一次,这不是太啰嗦了吗?的确,所幸 C 语言中还有 头文件,限于篇幅,接下来再介绍。

点赞 (0)分享 (0)
发表我的评论
取消评论
表情     9 + 8 = ? (必填)