学习笔记---大型程序基础
多文件组织
概念：当一个完整的程序被存放在多于一个文件中时，称为程序的多文件组织。
意义：在设计一个功能复杂的大程序时，为了便于程序的设计和调试，通常将程序分成若干个文件，把实现一个模块的程序或数据放在一个文件中。
调用外部函数
代码示例：
main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int max(int x,int y);//对max函数进行声明
int main()
{
int a,b,c;
printf("输入两数：");
scanf("%d %d",&a,&b);
c=max(a,b);//调用另一个文件中的函数
printf("max=%d\n",c);
return 0;
}
max.c:
int max(int x,int y)
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
程序结构图：
结果：
解析：
1.这里将main.c中用到的max函数放在max.c文件中。因为两个文件是同一个项目下的。所以程序运行时可以识别并调用max.c中的max函数。并成功运行。
2.程序运行将从main函数开始。在main函数中调用max函数之前，必须在main.c文件中对max函数进行声明！
3.如果max函数中用到了诸如printf之类的需要头文件的函数，必须在max.c文件中进行include进行头文件声明。
调用外部头文件
代码示例：
main.c:
/*这个程序用来测试外部头文件*/
#include "head.h"//调用外部头文件
int main()
{
int a;
scanf("%d",&a);
printf("Test Success!\na=%d",a);
return 0;
}
head.h:
#ifndef HEAD_H_INCLUDED #define HEAD_H_INCLUDED /*头文件从此开始*/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> /*头文件从此结束*/ #endif // HEAD_H_INCLUDED
程序结构图：
结果：
解析：
1.将函数声明、全局变量定义、库函数引用打包成为.h形式的头文件，并在需要时调用，使代码更简洁。提高可读性
2.在main.c中调用头文件注意#include "head.h"要用双引号而非小括号！
程序文件分类：
头文件（.h）：
包含：函数声明、全局变量定义、库函数引用
源文件（.c）：
包含：主体代码
连编程序：
连编：编译源文件，并将其与库函数文件连接（先编译，后连接）
图解：
解析：
源文件先被编译成.o或.obj文件(后缀名根据系统不同改变)
保存在项目文件夹中的obj文件夹中，如图：
接着将以编译的.o或.obj文件和库函数文件.lib连接，生成.exe的可执行文件
保存在项目文件夹的bin文件夹中，如图：
静态函数与外部函数
外部函数
定义：可供其他文件调用的函数
关键代码：extern
用法：extern 返回值类型 函数名 （[参数表列]）
代码示例：
main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
extern int max(int x,int y);//对max函数进行声明，用extern表明max函数的本体在其他文件中。
int main()
{
int a,b,c;
printf("输入两数：");
scanf("%d %d",&a,&b);
c=max(a,b);//调用另一个文件中的函数
printf("max=%d\n",c);
return 0;
}
max.c:
extern int max(int x,int y)//用extern使max成为外部函数
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
结果：
解析：
1.在定义函数时，在函数首部的最左端冠以extern使之成为外部函数。
2.在需要调用此函数的文件中，用extern声明所用的函数是外部函数。
注1：extern是默认参数！既函数定义时不加前缀，则默认是外部函数,允许被其他文件调用。而在其他文件中声明调用外部函数时，即使不使用extern前缀，系统也会默认其调用的是外部函数。（extern可省略）
注2：在编译中，遇到调用外部函数，编译器会假定这个函数的定义存在，只不过在不在当前文件中，并正常产生目标文件。不会因为外部函数未定义报错。
注3：在连接时，会检查编译器得到的若干目标文件中的函数，以及包括的库文件内提供的函数，如果命名唯一，且外部函数定义正常。产生可执行的目标文件（.exe）；否则，连接失败。
注4：编写大型程序，需要定义大量函数。对于需要外部调用的函数，应该主动加上extern修饰，以便代码阅读。
静态函数（内部函数）
定义：不可供其他文件调用的函数
关键代码：static
用法：static返回值类型 函数名 （[参数表列]）
代码示例：
main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int max(int x,int y);//对max函数进行声明
int main()
{
int a,b,c;
printf("输入两数：");
scanf("%d %d",&a,&b);
c=max(a,b);//调用另一个文件中的函数
printf("max=%d\n",c);
return 0;
}
max.c:
static int max(int x,int y)//使用static将max变成静态函数
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
结果：
解析：如图，连接时报错，无法找到max函数的定义。
注1：编写大型程序时，需要定义大量的函数。如果这些函数出现重名，会在编译中出现错误。而将函数定义为静态，即使其他文件中出现同名静态函数，也不会冲突。
注2：通常把只允许在同一文件中使用的函数和全局变量前面都冠以static使之局部化，从而其他文件都不能引用。
外部全局变量和静态全局变量
外部全局变量
关键代码：extern
扩展同文件全局变量的作用范围
代码示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*这个程序用来测试extern扩展全局变量的作用范围*/
int max(int,int);
int main()
{
extern int a,b;
printf("%d\n",max(a,b));
return 0;
}
int a=15,b=-7;//定义全局变量a,b
int max(int x,int y)
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
结果：
解析：
通过在main函数中对全局变量做提前引用声明，使得全局变量的作用范围提升了。
声明其他文件中定义的外部变量
代码示例：
main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*这个程序用来测试外部变量*/
extern int a,b;//用extern修饰表示这里定义的a,b是外部变量a,b
int max(int x,int y);
int main()
{
printf("max=%d\n",max(a,b));
return 0;
}
max.c:
int a=15,b=-7;//定义全局（外部）变量
extern int max(int x,int y)
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
结果：
解析：
1.通过extern声明，成功在一个文件中调用其他文件中定义的变量。
2.max.c中定义a,b时不能用extern修饰！
3.main.c中的extern可以省略，但为了方便代码阅读，不建议略去。
编译系统对extern的处理
图示：
注1：extern的作用其实是扩展变量的作用范围，声明外部变量也可以说是将外部变量的作用范围扩展到了本文件中。
注2：外部变量将增加程序的耦合性！使得代码变得更加复杂！应当谨慎使用！
静态全局变量
关键代码：static
代码示例：
main.c:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*这个程序用来测试外部变量*/
int a=100,b=10;//用extern修饰表示这里定义的a,b是外部变量a,b
int max(int x,int y);
int main()
{
printf("max=%d\n",max(a,b));
return 0;
}
max.c:
static int a=15,b=-7;//定义静态全局变量
extern int max(int x,int y)
{
int z;
z=x>y?x:y;
return z;
}
结果：
解析：
如果max.c中的a,b不用static定义为静态全局变量，将和main中的a,b冲突！
注：静态与外部变量更多更详细的属性，可参考变量类型篇http://blog.csdn.net/aketoshknight/article/details/53790332