在CSDN上看到作者janders寫的一篇關於.h頭文件的使用的文章，覺得寫的不錯，轉來學習下。
原文鏈接爲C語言頭文件的使用
C語言頭文件的使用
——by janders
轉載請註名作者和出處，謝謝！
C語言中的.h文件和我認識由來已久，其使用方法雖不十分複雜，但我卻是經過了幾個月的“不懂”時期，幾年的“一知半解”時期才逐漸認識清楚他的本來面目。揪其原因，我的駑鈍和好學而不求甚解固然是原因之一，但另外還有其他原因。原因一：對於較小的項目，其作用不易被充分開發，換句話說就是即使不知道他的詳細使用方法，項目照樣進行，程序在計算機上照樣跑。 原因二：現在的各種C語言書籍都是隻對C語言的語法進行詳細的不能再詳細的說明，但對於整個程序的文件組織構架卻隻字不提，找了好幾本比較著名的C語言著作，卻沒有一個把.h文件的用法寫的比較透徹的。下面我就斗膽提筆，來按照我對.h的認識思路，向大家介紹一下。
讓我們的思緒乘着時間機器回到大學一年級。C原來老師正在講臺上講着我們的第一個C語言程序: Hello world!
文件名 First.c
main()
{
printf(“Hello world!”);
}
例程-1
看看上面的程序，沒有.h文件。是的，就是沒有，世界上的萬物都是經歷從沒有到有的過程的，我們對.h的認識，我想也需要從這個步驟開始。這時確實不需要.h文件，因爲這個程序太簡單了，根本就不需要。那麼如何才能需要呢？讓我們把這個程序變得稍微複雜些，請看下面這個，
文件名 First.c
printStr()
{
printf(“Hello world!”);
}
main()
{
printStr()
}
例程-2
還是沒有, 那就讓我們把這個程序再稍微改動一下.
文件名 First.c
main()
{
printStr()
}
printStr()
{
printf(“Hello world!”);
}
例程-3
等等，不就是改變了個順序嘛, 但結果確是十分不同的. 讓我們編譯一下例程-2
和例程-3,你會發現例程-3是編譯不過的.這時需要我們來認識一下另一個C語言中的概念:作用域.
我們在這裏只講述與.h文件相關的頂層作用域, 頂層作用域就是從聲明點延伸到源程序文本結束, 就printStr()這個函數來說，他沒有單獨的聲明,只有定義,那麼就從他定義的行開始,到first.c文件結束, 也就是說,在在例程-2的main()函數的引用點上,已經是他的作用域. 例程-3的main()函數的引用點上，還不是他的作用域,所以會編譯出錯. 這種情況怎麼辦呢? 有兩種方法 ,一個就是讓我們回到例程-2, 順序對我們來說沒什麼, 誰先誰後不一樣呢，只要能編譯通過,程序能運行, 就讓main()文件總是放到最後吧. 那就讓我們來看另一個例程,讓我們看看這個方法是不是在任何時候都會起作用.
文件名 First.c
play2()
{
……………….
play1()
………………..
}
play1()
{
……………………..
play2()
……………………
);
}
main()
{
play1()
}
例程-4
也許大部分都會看出來了，這就是經常用到的一種算法, 函數嵌套, 那麼讓我們看看, play1和play2這兩個函數哪個放到前面呢?
這時就需要我們來使用第二種方法,使用聲明.
文件名 First.c
play1();
play2();
play2()
{
……………….
play1()
………………..
}
play1()
{
……………………..
play2()
……………………
);
}
main()
{
play1()
}
例程-4
經歷了我的半天的嘮叨, 加上四個例程的說明,我們終於開始了用量變引起的質變, 這篇文章的主題.h文件快要出現了。
一個大型的軟件項目,可能有幾千個,上萬個play, 而不只是play1,play2這麼簡單, 這樣就可能有N個類似 play1(); play2(); 這樣的聲明, 這個時候就需要我們想辦法把這樣的play1(); play2(); 也另行管理, 而不是把他放在.c文件中, 於是.h文件出現了.
文件名 First.h
play1();
play2();
文件名 First.C
#include “first.h”
play2()
{
……………….
play1()
………………..
}
play1()
{
……………………..
play2()
……………………
);
}
main()
{
play1()
}
例程-4
各位有可能會說,這位janders大蝦也太羅嗦了，上面這些我也知道, 你還講了這麼半天, 請原諒, 如果說上面的內容80%的人都知道的話,那麼我保證,下面的內容,80%的人都不完全知道. 而且這也是我講述一件事的一貫作風,我總是想把一個東西說明白,讓那些剛剛接觸C的人也一樣明白.
上面是.h文件的最基本的功能, 那麼.h文件還有什麼別的功能呢? 讓我來描述一下我手頭的一個項目吧.
這個項目已經做了有10年以上了，具體多少年我們部門的人誰都說不太準確,況且時間並不是最主要的，不再詳查了。 是一個通訊設備的前臺軟件, 源文件大小共 51.6M, 大小共1601個文件, 編譯後大約10M, 其龐大可想而知, 在這裏充斥着錯綜複雜的調用關係,如在second.c中還有一個函數需要調用first.c文件中的play1函數, 如何實現呢?
Sencond.h 文件
play1();
sencond.c文件
***()
{
…………….
Play();
……………….
}
例程-5
在sencond.h文件內聲明play1函數，怎麼能調用到first.c文件中的哪個play1函數中呢? 是不是搞錯了，沒有搞錯, 這裏涉及到c語言的另一個特性:存儲類說明符.
C語言的存儲類說明符有以下幾個, 我來列表說明一下
說明符 用法
Auto 只在塊內變量聲明中被允許, 表示變量具有本地生存期.
Extern 出現在頂層或塊的外部變量函數與變量聲明中，表示聲明的對象
具有靜態生存期, 連接程序知道其名字.
Static 可以放在函數與變量聲明中. 在函數定義時, 其只用於指定函數
名,而不將函數導出到連接程序. 在函數聲明中,表示其後面會有
定義聲明的函數, 存儲類爲static. 在數據聲明中, 總是表示定義
的聲明不導出到連接程序.
無疑, 在例程-5中的second.h和first.h中,需要我們用extern標誌符來修飾play1函數的聲明,這樣,play1()函數就可以被導出到連接程序, 也就是實現了無論在first.c文件中調用,還是在second.c文件中調用,連接程序都會很聰明的按照我們的意願,把他連接到first.c文件中的play1函數的定義上去, 而不必我們在second.c文件中也要再寫一個一樣的play1函數.
但隨之有一個小問題, 在例程-5中,我們並沒有用extern標誌符來修飾play1啊, 這裏涉及到另一個問題, C語言中有默認的存儲類標誌符. C99中規定, 所有頂層的默認存儲類標誌符都是extern . 原來如此啊, 哈哈. 回想一下例程-4, 也是好險, 我們在無知的情況下, 竟然也誤打誤撞,用到了extern修飾符, 否則在first.h中聲明的play1函數如果不被連接程序導出,那麼我們在在play2()中調用他時, 是找不到其實際定義位置的 .
那麼我們如何來區分哪個頭文件中的聲明在其對應的.c文件中有定義,而哪個又沒有呢? 這也許不是必須的，因爲無論在哪個文件中定義，聰明的連接程序都會義無返顧的幫我們找到，並導出到連接程序, 但我覺得他確實必要的. 因爲我們需要知道這個函數的具體內容是什麼,有什麼功能, 有了新需求後我也許要修改他， 我需要在短時間內能找到這個函數的定義, 那麼我來介紹一下在C語言中一個人爲的規範:
在.h文件中聲明的函數,如果在其對應的.c文件中有定義,那麼我們在聲明這個函數時,不使用extern修飾符, 如果反之,則必須顯示使用extern修飾符.
這樣,在C語言的.h文件中,我們會看到兩種類型的函數聲明. 帶extern的,還不帶extern的, 簡單明瞭,一個是引用外部函數，一個是自己生命並定義的函數.
最終如下:
Sencond.h 文件
Extern play1();
上面洋洋灑灑寫了那麼多都是針對函數的，而實際上.h文件卻不是爲函數所御用的. 打開我們項目的一個.h文件我們發現除了函數外,還有其他的東西, 那就是全局變量.
在大型項目中，對全局變量的使用不可避免, 比如,在first.c中需要使用一個全局變量G_test, 那麼我們可以在first.h中,定義 TPYE G_test. 與對函數的使用類似, 在second.c中我們的開發人員發現他也需要使用這個全局變量, 而且要與first.c中一樣的那個, 如何處理? 對,我們可以仿照函數中的處理方法, 在second.h中再次聲明TPYE G_test, 根據extern的用法,以及c語言中默認的存儲類型, 在兩個頭文件中聲明的TPYE G_test,其實其存儲類型都是extern, 也就是說不必我們操心, 連接程序會幫助我們處理一切. 但我們又如何區分全局變量哪個是定義聲明,哪個是引用聲明呢?這個比函數要複雜一些, 一般在C語言中有如下幾種模型來區分:
1、 初始化語句模型
頂層聲明中，存在初始化語句是，表示這個聲明是定義聲明，其他聲明是引用聲明。C語言的所有文件之中，只能有一個定義聲明。
按照這個模型，我們可以在first.h中定義如下TPYE G_test=1；那麼就確定在first中的是定義聲明，在其他的所有聲明都是引用聲明。
2、 省略存儲類型說明
在這個模型中，所有引用聲明要顯示的包括存儲類extern， 而每個外部變量的唯一定義聲明中省略存儲類說明符。
這個與我們對函數的處理方法類似，不再舉例說明。
這裏還有一個需要說明，本來與本文並不十分相關，但前一段有個朋友遇到此問題，相信很多人都會遇到， 那就是數組全局變量。
他遇到的問題如下：
在聲明定義時，定義數組如下：
int G_glob[100];
在另一個文件中引用聲明如下：
int * G_glob;
在vc中，是可以編譯通過的， 這種情況大家都比較模糊並且需要注意，數組與指針類似，但並不等於說對數組的聲明起變量就是指針。 上面所說的的程序在運行時發現了問題，在引用聲明的那個文件中，使用這個指針時總是提示內存訪問錯誤，原來我們的連接程序並不把指針與數組等同，連接時，也不把他們當做同一個定義，而是認爲是不相關的兩個定義，當然會出現錯誤。正確的使用方法是在引用聲明中聲明如下：
int G_glob[10];
並且最好再加上一個extern，更加明瞭。
extern int G_glob[10];
另外需要說明的是，在引用聲明中由於不需要涉及到內存分配，可以簡化如下，這樣在需要對全局變量的長度進行修改時，不用把所有的引用聲明也全部修改了。
extern int G_glob[];
C語言是現今爲止在底層核心編程中，使用最廣泛的語言，以前是，以後也不會有太大改變，雖然現在java,.net等語言和工具對c有了一定衝擊，但我們看到在計算機最爲核心的地方，其他語言是無論如何也代替不了的，而這個領域也正是我們對計算機癡迷的程序員所向往的。