3、C编程的各种源码⽂件
1、C语⾔模块化编程中的头⽂件
  实际开发中⼀般是将函数和变量的声明放到头⽂件，再在当前源⽂件中 #include 进来。如果变量的值是固定的，最好使⽤宏来代替。
  .c和.h⽂件都是源⽂件，除了后缀不⼀样便于区分外和管理外，其他的都是相同的，在.c中编写的代码同样也可以写在.h中，包括函数定义、变量定义、预处理等。
  但是，.h 和 .c 在项⽬中承担的⾓⾊不⼀样：.c ⽂件主要负责实现，也就是定义函数和变量；.h ⽂件主要负责声明（包括变量声明和函数声明）、宏定义、类型定义等。这些不是C语法规定的内容，⽽是约定成俗的规范，或者说是长期形成的事实标准。
  根据这份规范，头⽂件可以包含如下的内容：
可以声明函数，但不可以定义函数。
可以声明变量，但不可以定义变量。
可以定义宏，包括带参的宏和不带参的宏。
结构体的定义、⾃定义数据类型⼀般也放在头⽂件中。
  在项⽬开发中，我们可以将⼀组相关的变量和函数定义在⼀个 .c ⽂件中，并⽤⼀个同名的 .h ⽂件（头⽂件）进⾏声明，其他模块如果需要使⽤某个变量或函数，那么引⼊这个头⽂件就可以。
  这样做的另外⼀个好处是可以保护版权，我们在发布相关模块之前，可以将它们都编译成⽬标⽂件，或者打包成静态库，只要向⽤户提供头⽂件，⽤户就可以将这些模块链接到⾃⼰的程序中。
2、C语⾔标准库以及标准头⽂件
  源⽂件通过编译可以⽣成⽬标⽂件（例如 GCC 下的 .o 和 Visual Studio 下的 .obj），并提供⼀个头⽂件向外暴露接⼝，除了保护版权，还可以将散乱的⽂件打包，便于发布和使⽤。
  实际上我们⼀般不直接向⽤户提供⽬标⽂件，⽽是将多个相关的⽬标⽂件打包成⼀个静态链接库（Static Link Library），例如 Linux 下的 .a 和 Windows 下的 .lib。
  打包静态库的过程很容易理解，就是将多个⽬标⽂件捆绑在⼀起形成⼀个新的⽂件，然后再加上⼀些索引，⽅便链接器到，这和压缩⽂件的过程⾮常类似。
  C语⾔在发布的时候已经将标准库打包到了静态库，并提供了相应的头⽂件，例如 stdio.h、stdlib.h、string.h 等。
  Linux ⼀般将静态库和头⽂件放在/lib和/user/lib⽬录下，C语⾔标准库的名字是libc.a，⼤家可以通过locate命令来查它的路径：
$ locate libc.a
/usr/lib/x86_64-redhat-linux6E/lib64/libc.a
$ locate stdio.h
/usr/include/stdio.h
/usr/include/bits/stdio.h
/usr/include/c++/4.8.2/tr1/stdio.h
/usr/lib/x86_64-redhat-linux6E/include/stdio.h
/usr/lib/x86_64-redhat-linux6E/include/bits/stdio.h
  在 Windows 下，标准库由 IDE 携带，如果你使⽤的是 Visual Studio，那么在安装⽬录下的\VC\include⽂件夹中会看到很多头⽂件，包括我们常⽤的stdio.h、stdlib.h 等；在\VC\lib⽂件夹中有很多 .
lib ⽂件，这就是链接器要⽤到的静态库。
  ⼤家也可以在当前⼯程的属性⾯板（在⼯程名处单击⿏标右键选择“属性”）中查看路径：
  ANSI C 标准共定义了 15 个头⽂件，称为“C标准库”，所有的编译器都必须⽀持，如何正确并熟练的使⽤这些标准库，可以反映出⼀个程序员的⽔平：
合格程序员：<stdio.h>、<ctype.h>、<stdlib.h>、<string.h>
熟练程序员：<assert.h>、<limits.h>、<stddef.h>、<time.h>
优秀程序员：<float.h>、<math.h>、<error.h>、<locale.h>、<setjmp.h>、<signal.h>、<stdarg.h>
C语⾔共有两套标准，也就是 ANSI C 和 C99。ANSI C 是较早的标准，各种编译器都能很好的⽀持，C99 是后来的标准，编译器对它的⽀持不尽相同，请⼤家阅读《》了解更多细节。
  除了C标准库，编译器⼀般也会附带⾃⼰的库，以增加功能，⽅便⽤户开发，争夺市场份额。这些库中的每⼀个函数都在对应的头⽂件中声明，可以通过#include 预处理命令导⼊，编译时会被合并到当前⽂件。
3、细说C语⾔头⽂件的路径
  我们常说，引⼊编译器⾃带的头⽂件（包括标准头⽂件）⽤尖括号，引⼊程序⾃定义的头⽂件⽤双引号，例如：
#include <stdio.h> //引⼊标准头⽂件
#include "myFile.h"//引⼊⾃定义的头⽂件
  使⽤尖括号< >，编译器会到系统路径下查头⽂件；⽽使⽤双引号" "，编译器⾸先在当前⽬录下查头⽂件，如果没有到，再到系统路径下查。也就是说，使⽤双引号⽐使⽤尖括号多了⼀个查路径，它的功能更为强⼤，我们完全可以使⽤双引号来包含标准头⽂件，例如：
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
  那么，这⾥所说的“系统路径”和“当前路径”是什么意思呢？
  3.1、绝对路径和相对路径
  理论上讲，我们可以将头⽂件放在磁盘上的任意位置，只要带路径包含进来就可以。以 Windows 为例，在 D 盘下创建⼀个⾃定义的⽂件夹，名字为abc，它⾥⾯有⼀个头⽂件叫做xyz.h，那么在程序开头使⽤#include "D:\\abc\xyz.h"就能够引⼊该头⽂件。
  现在不妨假设 xyz.h 中有⼀个宏定义和⼀个变量：
#define NAME "C语⾔中⽂⽹"
int age = 5;
我们不⿎励在头⽂件中定义变量，否则多次引⼊后会出现重复定义错误，这⾥仅是⼀个演⽰案例，并不规范。
  下⾯的代码会输出头⽂件中的宏和变量：
#include<stdio.h>
#include "D:\\abc\xyz.h"
int main()
{
printf("%s已经 %d 岁了！\n", NAME, age);
return0;
}
运⾏结果：
C语⾔中⽂⽹已经 5 岁了！
  （1）绝对路径
  像D:\\abc\xyz.h这种从盘符开始、完整地描述⽂件位置的路径就是绝对路径（Absolute Path）。
  绝对路径从⽂件系统的“根部”开始查⽂件：
  1) 在 Windows 下，根部就是 C、D、E 这样的盘符，例如D:\\a.h、E:\images\123.jpg、E:/videos/me.mp4、D://abc/xyz.h等，分隔符可以是正斜杠/也可以是反斜
杠\，盘符后⾯的斜杠可以有⼀个也可以有两个。
  2) Linux 没有盘符，根部就是/，例如/home/xxx/abc.h、/user/include/module.h等，分隔符只能是正斜杠/，⽐ Windows 简洁很多。
  为了增强代码的可移植性，引⼊头⽂件时请尽量使⽤正斜杠/。
  （2）相对路径
  相对路径（relative path）是从当前⽬录（⽂件夹）开始查⽂件；当前⽬录是指需要引⼊头⽂件的源⽂件所在的⽬录，这也是本⽂开头提到的“当前路径”。
  以 Windows 为例，假设在E:/cDemo/中有源⽂件 main.c 和头⽂件 xyz.h，那么在 main.c 中使⽤#include "./xyz.h"语句就可以引⼊ xyz.h，其中./表⽰当前⽬录，也即E:/cDemo/。
  如果将 xyz.h 移动到E:/cDemo/include/（main.c 所在⽬录的下级⽬录），那么包含语句就应该修改为#include "./include/xyz.h"；对于 main.c 来说，此时的“当前⽬录”依然是E:/cDemo/。
  如果将 xyz.h 移动到E:/（main.c 所在⽬录的上级⽬录），那么包含语句就应该修改为#include "./../xyz.h"，其中../表⽰上级⽬录。./../xyz.h的意思是，在当前⽬录的上级⽬录中查 xyz.h ⽂件。
  如果将 xyz.h 移动到E:/include⽬录，那么包含语句就应该修改为#include "./../include/xyz.h"。
  需要注意的是，我们可以将./省略，此时默认从当前⽬录开始查，例如#include "xyz.h"、#include "include/xyz.h"、#include "../xyz.h"、#include "../include/xyz.h"。
  上⾯介绍的相对路径的写法同样适⽤于 Linux，请⼤家亲⾃测试，这⾥不再赘述。
  在实际开发中，我们都是将头⽂件放在当前⼯程⽬录下，⾮常建议⼤家使⽤相对路径，这样即使后来改变了⼯程所在⽬录，也⽆需修改包含语句，因为源⽂件的相对位置没有改变。
  3.2、系统路径
  Windows 下的C语⾔标准库由 IDE ⾃⼰携带，Linux 下的C语⾔标准库⼀般在固定的路径下，总起来说，标准库不在⼯程⽬录下，要使⽤绝对路径才能引⼊头⽂件，这样每次切换平台或者 IDE 都要修改包含路径，⾮常不⽅便。
  为了让头⽂件更加具有实践意义，Windows 下的 IDE 都可以为静态库和头⽂件设置默认⽬录。以 Visual Studio 为例，在当前⼯程名处单击⿏标右键，选择“属性”，在弹出的对话框中就可以看到已经设置好的路径，如下图所⽰：
  这些已经设置好的路径就是本⽂开头提到的“系统路径”。
  当使⽤相对路径的⽅式引⼊头⽂件时，如果使⽤< >，那么“相对”的就是系统路径，也就是说，编译器会直接在这些系统路径下查头⽂件；如果使⽤" "，那么⾸先“相对”的是当前路径，然后“相对”的才是系统路径，也就是说，编译器⾸先在当前路径下查头⽂件，不到的话才会继续在系统路径下查。
  ⽽使⽤绝对路径的⽅式引⼊头⽂件时，< >和" "没有任何区别，因为头⽂件路径已经写死了（从根部开始查），不需要“相对”任何路径。
  总起来说，相对路径要有“相对”的⽬标，这个⽬标可以是当前路径，也可以是系统路径，< >和" "决定了到底相对哪个⽬标。
4、防⽌C语⾔头⽂件被重复包含
  头⽂件包含命令 #include 的效果与直接复制粘贴头⽂件内容的效果是⼀样的，预处理器实际上也是这样做的，它会读取头⽂件的内容，然后输出到
#include 命令所在的位置。
  头⽂件包含是⼀个递归（循环）的过程，如果被包含的头⽂件中还包含了其他的头⽂件，预处理器会
继续将它们也包含进来；这个过程会⼀直持续下去，直到不再包含任何头⽂件，这与递归的过程颇为相似。
  递归包含会导致⼀个问题，就是重复引⼊同⼀个源⽂件。例如在某个⾃定义头⽂件 xyz.h 中声明了⼀个 FILE 类型的指针，以使得所有的模块都能使⽤它，如下所⽰：
extern FILE *fp;
  FILE 是在 stdio.h 中⾃定义的⼀个类型（本质上是⼀个结构体），要想使⽤它，必须包含 stdio.h，因此 xyz.h 中完整的代码应该是这样的：
#include <stdio.h>
extern FILE *fp;
  现在假设程序的主模块 main.c 中需要使⽤ fp 变量和 printf() 函数，那么就需要同时引⼊ xyz.h 和 stdio.h：
#include <stdio.h>
#include "xyz.h"
int main()
{
  if( (fp = fopen("", "r")) == NULL )
程序员和编程员的区别
  {
    printf("File open failed!\n");
  }
  //TODO:
  return0;
}
  这样⼀来，对于 main.c 这个模块，stdio.h 就被包含了两次。stdio.h 中除了有函数声明，还有宏定义、类型定义、结构体定义等，它们都会出现两次，如果不做任何处理，不仅会出现重复定义错误，⽽且不符合编程规范。
  有⼈说，既然已经知道 xyz.h 中包含了 stdio.h，那么在 main.c 中不再包含 stdio.h 不就可以了吗？是的，确实如此，这样做就不会出现任何问题！
  现在我们不妨换⼀种场景，假设 xyz1.h 中定义了类型 RYPE1，xyz2.h 中定义了类型 TYPE2，并且它们都包含了 stdio.h，如果主模块需要同时使⽤
TYPE1 和 TYPE2，就必须将 xyz1.h 和 xyz2.h 都包含进来，这样也会导致 stdio.h 被重复包含，并且⽆法回避，上⾯的⽅案解决不了问题。
  实际上，头⽂件的交叉包含是⾮常普遍的现象，不仅我们⾃⼰创建的头⽂件是这样，标准头⽂件也是如此。例如，标准头⽂件 limits.h 中定义了⼀些与数据类型相关的宏（最⼤值、最⼩值、⼀个字节所包含的⽐特位等），stdlib.h 就包含了它。
  我们必须到⼀种⾏之有效的⽅案，使得头⽂件可以被包含多次，但效果与只包含⼀次相同。
  在实际开发中，我们往往使⽤宏保护来解决这个问题。例如，在 xyz.h 中可以添加如下的宏定义：
#ifndef _XYZ_H
#define _XYZ_H
/* 头⽂件内容 */
#endif
  第⼀次包含头⽂件，会定义宏 _XYZ_H，并执⾏“头⽂件内容”部分的代码；第⼆次包含时因为已经定义了宏 _XYZ_H，不会重复执⾏“头⽂件内容”部分的代码。也就是说，头⽂件只在第⼀次包含时起作⽤，再次包含⽆效。
  标准头⽂件也是这样做的，例如在 Visual Studio 2010 中，stdio.h 就有如下的宏定义：
#ifndef _INC_STDIO
#define _INC_STDIO
/* 头⽂件内容 */
#endif
  这种宏保护⽅案使得程序员可以“任性”地引⼊当前模块需要的所有头⽂件，不⽤操⼼这些头⽂件中是否包含了其他的头⽂件。

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