Question

对于由C开发的大型软件，我们首先在单独的头文件中声明所有自定义函数（例如myfun.h）。之后，一旦我们编写了使用main.c中列出的函数的代码（例如myfun.h），我们就必须#include "myfun.h"。我想知道它是如何工作的，因为即使我在主体之前包含在头文件中声明的函数名，代码也无法在main.c中看到函数详细信息。我想它会搜索图书馆以获取功能细节......我是对的吗？

Answer 1

当你说＆＃34;它将在图书馆中搜索功能细节＆＃34;你离我不远，但这不是很正确。函数声明，即函数原型只包含足够的信息，编译器可以做两件事：

首先，编译器会将该函数注册为已知标识符，以便它在您调用它时知道您正在采取什么，而不是带括号的随机字母串（对于编译器，如果没有函数原型，它们本质上是相同的 - 一个错误）。
其次，编译器使用函数原型来检查代码的正确性。在这个意义上的正确性意味着函数调用将匹配arity和type中的原型。换句话说，对int square(int a, int b);的函数调用将有两个参数，都是整数。

该计划没有搜索图书馆，＆＃34;虽然。没有括号的函数名称不是函数调用，而是函数的地址。因此，当您调用函数时，处理器会跳转到函数的内存位置。（这假设函数没有内联。）

这个功能位于哪里？这取决于。如果你在同一个模块中编写了这个函数，即将一个.c文件编译成一个与main.c文件链接的对象到一个可执行文件中，那么该函数的位置将在.TEXT部分的某处。可执行文件。换句话说，它只是略微偏离主要功能的入口点。在一个巨大的项目中，这个偏移量不会那么轻微，但它会比单独物体的偏移量短。

话虽如此，如果您将此假设函数编译成您从主程序调用的DLL，那么函数的地址将以两种方式之一确定：

您是否会生成.lib / .a？（取决于您是否在Windows或Linux上）包含功能声明和地址的文件，或者：
您将使用运行时链接，主程序在将.dll / .so加载到其地址空间时将计算函数地址。首先，它将确定加载它的位置。您可以将DLL设置为具有首选偏移以优化加载时间。否则，库将从可用的第一个段开始加载，并且任何其他库将需要使用此新地址重新计算其功能地址，从而妨碍初始加载时间。一旦将它们加载到程序的内存中，之后就不会有任何性能命中。

回到预处理器，注意两件事情很重要。首先，它在任何编译发生之前运行。这个很重要。由于该程序并未真正被编译和＃34;当预处理器正在做它的事情时，宏不是类型安全的。（插入关于C＆＃34的Haskell笑话;键入安全＆＃34; ）这就是为什么你不应该 - 或者不应该在C ++中看到宏。 C中的宏可以通过const和C ++中的内联函数完成，并且具有类型安全性的额外好处。

其次，预处理器几乎只是一个搜索和替换引擎。例如，在以下代码中，没有任何反应，因为预处理器if语句的计算结果为false，因为我从未定义过任何内容。预处理器删除了本节中的代码。请记住，由于编译器尚未认真运行，因此不会编译此删除的代码。这个事实通常用于实现调试或登录调试版本的函数。在发布版本中，然后操纵预处理器定义，以便不包括调试代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    #if TRUE
    printf("Hello, World!");
    #endif

return EXIT_SUCCESS;
}

实际上，我使用的EXIT_SUCCESS宏在stdlib.h中定义，并由0替换。（EXIT_FAILURE = 1）。

在当天，预处理器被用作胶带，基本上是为了补偿C中的故障。

例如，由于const值不能用作数组大小，因此使用了宏，如下所示：

// Not valid C89, possibly even C99
const int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 128;
char user_input[DEFAULT_BUFFER_SIZE]; 

// Legal since the dawn of time
#define DEFAULT_BUFFER_SIZE 128
char user_input[DEFAULT_BUFFER_SIZE];

预处理器的另一个重要用途是代码可移植性，例如：

#ifdef WIN32 
// Do windows things
#elif
// Handle other OS
#endif

一个技巧是定义一个泛型函数并将其设置为适当的依赖于OS的函数（请记住，没有括号的函数代表函数的地址，而不是实际的函数调用），如下所示：

void RequestSomeKernelAction();

#ifdef WIN32
RequestSomeKernelAction = WindowsVersion;
#else
RequestSomeKernelAction = OtherOSFunction;
#endif

这就是说，您在头文件中看到的代码遵循这些相同的规则。如果我有以下头文件：

#ifndef SRC_INCLUDES_TEST_H
#define SRC_INCLUDES_TEST_H

int square(int a);

#endif /** SRC_INCLUDES_TEST_H */

我有这个main.c文件：

#define SRC_INCLUDES_TEST_H
#include "test.h"

int main()
{
    int n = square(4);
}

此程序无法编译。 main.c将不知道square函数，因为虽然我确实包含了声明square的头文件，但我的#define SRC_INCLUDES_TEST_H语句告诉预处理器将所有头文件内容复制到main，除了那些在定义SRC_INCLUDES_TEST_H的块中，即......没有。

这些预处理器命令可以嵌套，有几种，我强烈建议您查看，如果仅出于历史或教学原因。

我要说的最后一点是，虽然C预处理器有它的缺点，但它是一个强大的工具，事实上，第一个C ++编译器Bjarne Stroustroup写的基本上只是一个预处理器。

在C主体中包含头文件的机制

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