C语言主程序如何引用外部源代码中的函数

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-09-10 10:29 12阅读 0赞

## Introduction ##

代码要实现比较复杂的功能时，往往会包含非常多的函数。  
当我们想再向其中添加其他功能或修改一些功能时，主程序所在的源代码会越来越冗长，查找并准确地修改某功能对应的函数也变得十分困难。  
这时候我们不禁希望拥有一个干净简洁的主程序，就像大树的枝干，把每一个“分支”（即不同的功能模块）集成到一个专门的源代码文件中，方便查找和修改；需要添加全新功能时，写一个新的文件包含进主程序文件即可。

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下面以经典**Hello wolrd**为例，简要阐明如何实现这一想法 —— 在主程序中引用外部源代码中的函数。

## Method ##

*  先写一个常规的 hello world，并且编译运行它：

touch hello.c //linux下终端创建源代码文件

在 `hello.c` 中写入

#include <stdio.h>
    int main(void)
    {
        
    	printf("Hello World!\n");
    	return 0;
    }

用 `gcc` 命令编译为hello文件，然后 `./` 运行一下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5a6g5a6g5bCP54uX5Z-6_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
**Well done!**

*  接下来，我们试图把输出“Hello world！”的这个功能封装到一个**名为Hello的函数中**，并且把这个函数给**移到别的文件**。  
    此时我们想要的主程序代码是这样的：

#include <stdio.h>
    int main(void)
    {
        	
    	Hello();
    	return 0;
    }

其中，这个**Hello**函数定义应该是这样：

void Hello(void)
    {
        
    	printf("Hello world again!"); #为了区别于第一次的输出，这里加了again
    }

可是怎么才能跨文件调用这个**Hello**函数呢？

*  C语言中，使用函数通常需要经过 **声明**、**定义**、**引用**，外部文件中的函数也不例外。  
    所以我们首先在**同一个目录**下再创建另外两个文件：

touch  declaration.h  functions.c  //这是linux下的终端操作

我们现在有三个文件了：  
\- `hello.c` 主程序所在的源文件（大树的“树干”，作用是**引用**）  
\- `declaration.h` 专门用于**声明**函数的头文件（最好起个更短的名字 ）  
\- `functions.c` **定义**函数的源文件（大树的“分支”）  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5a6g5a6g5bCP54uX5Z-6_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

*  写函数声明和定义

1.  在`declaration.h`中**声明**函数**Hello**：

void Hello(void);

Tips：*此后每新加一个函数，就在该声明头文件中添一行即可*

1.  在`functions.c`中**定义**函数**Hello**：

void Hello() #函数类型和参数都为空，要和声明对应一致
    {
        
    	printf("Hello world again!"); 
    }

1.  在`hello.c`中**使用/引用**函数**Hello**：

#include <stdio.h>
    #include "declaration.h"  #在主函数开始前添加包含函数声明的头文件 declaration.h
    int main(void)
    {
        	
    	Hello();  #试图调用的外部函数
    	return 0;
    }
    #include "functions.c"  #包含函数定义的外部文件 functions.c

Tips:  #include < > 是从C语言标准库中查找头文件；
           #include " " 是从源代码所在目录中查找头文件，一般自己编写的头文件用引号。

引用要比声明和定义略显复杂，需要使用两个`#include`，用于**包含声明函数的头文件，和定义函数的.c文件**。*需要特别注意的是，声明头文件必须放在main函数前面，不然会报错找不到这个函数！*

*  运行一下试试看！  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5a6g5a6g5bCP54uX5Z-6_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]  
    **Well done!**

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现在我们已经知道怎么正确地在主程序中引用外部函数了，但实际应用中我们势必面临更多类型的函数，就算没多复杂，它至少会有那么几个变量。  
所以我们想知道，跨文件函数中的变量要怎么定义呢？  
*——答案很简单，和不跨文件的一模一样！*

## Further example ##

下面的例子声明了两个变量，数组`a[]`在主函数外（相当于**全局变量**），`b[]`在主函数内（只在主函数内有效的**局部变量**）。

#include <stdio.h>
    #include "declaration.h"
    char a[20] = "Hello wolrd A!";  #相当于全局变量
    int main(void)
    {
        
    	char b[20] = "Hello wolrd B!";  #相当于局部变量
    	Hello();
    	return 0;
    }
    #include "functions.c"

我们在外部函数**Hello**中使用这两个变量看看效果：

void Hello()
    {
        
    	printf(a);
    	printf(b);
    	printf("Hello world again!\n");
    }

编译运行一下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5a6g5a6g5bCP54uX5Z-6_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
**运行结果告诉我们，变量b没有声明（*undeclared*），不能使用。**

*  把变量b也放在main函数前面就可以使用了：

hello.c

#include <stdio.h>
    #include "declaration.h"
    char a[20] = "Hello wolrd A!";  #相当于全局变量
    char b[20] = "Hello wolrd B!";  #相当于全局变量
    int main(void)
    {
        
    	Hello();
    	return 0;
    }
    #include "functions.c"

function.c

void Hello()
    {
        
    	printf(a);
    	printf(b);
    	printf("Hello world again!\n");
    }

编译运行：  
![在这里插入图片描述][e286724f9d59454a8825a2b208bbb773.png]

*  事实上，使用 `#include` 包含外部函数文件**相当于在主程序后面“续”上一段代码**，大可合起来看作一个源代码。
 *  所以，**在外部函数中改变全局变量*a，b*的值会导致主程序中变量值的改变**，新手应当注意这一点，以避免一些不易发现的错误。
 *  我们试试：  
    hello.c

#include <stdio.h>
    #include <string.h>  #使用字符串数组函数时需要的头函数
    #include "declaration.h"
    char a[20] = "Hello wolrd!";  #相当于全局变量
    int main(void)
    {
        
    	printf(a);
    	Hello();
    	printf(a);
    	return 0;
    }
    #include "functions.c"

function.c

void Hello()
    {
        
    	printf(a);
    	strcpy(a, "Goodnight world!\n"); #使用字符串copy函数，给数组a重新赋值
    	printf(a);
    }

*  结果会是什么呢？

## **Completely done !** ##

**现在你已经学会怎么修剪打理“程序树”的枝干了，开始真正的编程工作吧！**

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