C语言头文件的作用
C语言头文件的作用
最近在工作当中遇到了一点小问题,关于C语言头文件的应用问题,主要还是关于全局变量的定义和声明问题.
学习C语言已经有好几年了,工作使用也近半年了,但是对于这部分的东西的确还没有深入的思考过.概念上还是比较模糊的,只是之前的使用大多比较简单,并没有牵涉到太复杂的工程,所以定义和声明还是比较简单而明了了的.但是最近的大工程让我在这方面吃到了一点点苦头,虽然看了别人的代码能够很快的改正,但是这些改正背后的原因却不知道.我想大多数喜欢C语言的程序员应该是和我一样的,总喜欢去追究程序问题背后的底层原因,而这也恰恰是我喜欢C语言的最根本的原因.
今天看过janders老兄在csdn上的一篇文章后,理解的确加深了很多,而且还学到一些以前不怎么知道的知识.
现将文章转载过来,并对文章当中的一些拼写错误做了简单的纠正,同时对文字及布局做了少许修改. (如果想看原文的,请参考本文底部的链接.)
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C语言中的.h文件和我认识由来已久，其使用方法虽不十分复杂，但我却是经过了几个月的“不懂”时期，几年的“一知半解”时期才逐渐认识清楚他的本来面目。揪其原因，我的驽钝和好学而不求甚解固然是原因之一，但另外还有其他原因。原因一：对于较小的项目，其作用不易被充分开发，换句话说就是即使不知道他的详细使用方法，项目照样进行，程序在计算机上照样跑。原因二：现在的各种C语言书籍都是只对C语言的语法进行详细的不能再详细的说明，但对于整个程序的文件组织构架却只字不提，找了好几本比较著名的C语言著作，却没有一个把.h文件的用法写的比较透彻的。下面我就斗胆提笔，来按照我对.h的认识思路，向大家介绍一下。
让我们的思绪乘着时间机器回到大学一年级。C原来老师正在讲台上讲着我们的第一个C语言程序: Hello world!
文件名 First.c
main()
{
printf(“Hello world!”);
}
例程-1
看看上面的程序，没有.h文件。是的，就是没有，世界上的万物都是经历从没有到有的过程的，我们对.h的认识，我想也需要从这个步骤开始。这时确实不需要.h文件，因为这个程序太简单了，根本就不需要。那么如何才能需要呢？让我们把这个程序变得稍微复杂些，请看下面这个，
文件名 First.c
printStr()
{
printf(“Hello world!”);
}
main()
{
printStr();
}
例程-2
还是没有, 那就让我们把这个程序再稍微改动一下.
文件名 First.c
main()
{
printStr();
}
printStr()
{
printf(“Hello world!”);
}
例程-3
等等，不就是改变了个顺序嘛, 但结果确是十分不同的. 让我们编译一下例程-2和例程-3,你会发现例程-3是编译不过的.这时需要我们来认识一下另一个C语言中的概念:作用域.
我们在这里只讲述与.h文件相关的顶层作用域, 顶层作用域就是从声明点延伸到源程序文本结束, 就printStr()这个函数来说，他没有单独的声明,只有定义,那么就从他定义的行开始,到first.c文件结束, 也就是说,在在例程-2的main()函数的引用点上,已经是他的作用域. 例程-3的main()函数的引用点上，还不是他的作用域,所以会编译出错. 这种情况怎么办呢? 有两种方法 ,一个就是让我们回到例程-2, 顺序对我们来说没什么, 谁先谁后都可以，只要能编译通过,程序能运行, 就让main()文件总是放到最后吧. 那就让我们来看另一个例程,让我们看看这个方法是不是在任何时候都会起作用.
文件名 First.c
play2()
{
……………….
play1();
………………..
}
play1()
{
……………..
play2();
………………
}
main()
{
play1();
}
例程-4
也许大部分都会看出来了，这就是经常用到的一种算法, 函数嵌套, 那么让我们看看, play1和play2这两个函数哪个放到前面呢?
这时就需要我们来使用第二种方法,使用声明.
文件名 First.c
play1();
play2();
play2()
{
……………….
play1();
………………..
}
play1()
{
…………………….
play2();
……………………
}
main()
{
play1();
}
例程-4
经历了我的半天的唠叨, 加上四个例程的说明,我们终于开始了从量变引起的质变, 这篇文章的主题.h文件快要出现了。
一个大型的软件项目,可能有几千个,上万个play, 而不只是play1,play2这么简单, 这样就可能有N个类似 play1(); play2(); 这样的声明, 这个时候就需要我们想办法把这样的play1(); play2(); 也另行管理, 而不是把他放在.c文件中, 于是.h文件出现了.
文件名 First.h
play1();
play2();
文件名 First.C
#include “first.h”
play2()
{
……………….
play1();
………………..
}
play1();
{
……………………..
play2();
……………………
}
main()
{
play1();
}
例程-4
各位有可能会说,这位 janders大虾也太罗嗦了，上面这些我也知道, 你还讲了这么半天, 请原谅, 如果说上面的内容80%的人都知道的话,那么我保证,下面的内容,80%的人都不完全知道. 而且这也是我讲述一件事的一贯作风,我总是想把一个东西说明白,让那些刚刚接触C的人也一样明白.
上面是.h文件的最基本的功能, 那么.h文件还有什么别的功能呢? 让我来描述一下我手头的一个项目吧.
这个项目已经做了有10年以上了，具体多少年我们部门的人谁都说不太准确,况且时间并不是最主要的，不再详查了。是一个通讯设备的前台软件, 源文件大小共 51.6M, 大大小小共1601个文件, 编译后大约10M, 其庞大可想而知, 在这里充斥着错综复杂的调用关系,如在second.c中还有一个函数需要调用first.c文件中的play1函数, 如何实现呢?
Second.h 文件
play1();
second.c文件
***()
{
…………….
Play();
……………….
}
例程-5
在second.h文件内声明play1函数，怎么能调用到first.c文件中的哪个play1函数中呢? 是不是搞错了，没有搞错, 这里涉及到c语言的另一个特性:存储类说明符.
C语言的存储类说明符有以下几个, 我来列表说明一下
说明符
用法
Auto
只在块内变量声明中被允许, 表示变量具有本地生存期.
Extern
出现在顶层或块的外部变量函数与变量声明中，表示声明的对象具有静态生存期, 连接程序知道其名字.
Static
可以放在函数与变量声明中,在函数定义时,只用于指定函数名,而不将函数导出到链接程序,在函数声明中,表示其后边会有定义声明的函数,存储类型static.在数据声明中,总是表示定义的声明不导出到连接程序.
无疑, 在例程-5中的second.h和first.h中,需要我们用extern标志符来修饰play1函数的声明,这样,play1()函数就可以被导出到连接程序, 也就是实现了无论在first.c文件中调用,还是在second.c文件中调用,连接程序都会很聪明的按照我们的意愿,把他连接到first.c文件中的play1函数的定义上去, 而不必我们在second.c文件中也要再写一个一样的play1函数.
但随之有一个小问题, 在例程-5中,我们并没有用extern标志符来修饰play1啊, 这里涉及到另一个问题, C语言中有默认的存储类标志符. C99中规定, 所有顶层的默认存储类标志符都是extern . 原来如此啊, 哈哈. 回想一下例程-4, 也是好险, 我们在无知的情况下, 竟然也误打误撞,用到了extern修饰符, 否则在first.h中声明的play1函数如果不被连接程序导出,那么我们在在play2()中调用他时, 是找不到其实际定义位置的 .
那么我们如何来区分哪个头文件中的声明在其对应的.c文件中有定义,而哪个又没有呢?这也许不
是必须的，因为无论在哪个文件中定义，聪明的连接程序都会义无返顾的帮我们找到，并导出到连接程序, 但我觉得他确实必要的. 因为我们需要知道这个函数的具体内容是什么,有什么功能, 有了新需求后我也许要修改他，我需要在短时间内能找到这个函数的定义, 那么我来介绍一下在C语言中一个人为的规范:
在.h文件中声明的函数,如果在其对应的.c文件中有定义,那么我们在声明这个函数时,不使用extern修饰符, 如果反之,则必须显示使用extern修饰符.
这样,在C语言的.h文件中,我们会看到两种类型的函数声明. 带extern的,还不带extern的, 简单明了,一个是引用外部函数，一个是自己生命并定义的函数.
最终如下:
Second.h 文件
Extern play1();
上面洋洋洒洒写了那么多都是针对函数的，而实际上.h文件却不是为函数所御用的. 打开我们项目的一个.h文件我们发现除了函数外,还有其他的东西, 那就是全局变量.
在大型项目中，对全局变量的使用不可避免, 比如,在first.c中需要使用一个全局变量G_test, 那么我们可以在first.h中,定义 TPYE G_test. 与对函数的使用类似, 在second.c中我们的开发人员发现他也需要使用这个全局变量, 而且要与first.c中一样的那个, 如何处理? 对,我们可以仿照函数中的处理方法, 在second.h中再次声明TPYE G_test, 根据extern的用法,以及c语言中默认的存储类型, 在两个头文件中声明的TPYE G_test,其实其存储类型都是extern, 也就是说不必我们操心, 连接程序会帮助我们处理一切. 但我们又如何区分全局变量哪个是定义声明,哪个是引用声明呢?这个比函数要复杂一些, 一般在C语言中有如下几种模型来区分:
1、初始化语句模型
顶层声明中，存在初始化语句是，表示这个声明是定义声明，其他声明是引用声明。C语言的所有文件之中，只能有一个定义声明。
按照这个模型，我们可以在first.h中定义如下TPYE G_test=1；那么就确定在first中的是定义声明，在其他的所有声明都是引用声明。
2、省略存储类型说明
在这个模型中，所有引用声明要显示的包括存储类extern，而每个外部变量的唯一定义声明中省略存储类说明符。
这个与我们对函数的处理方法类似，不再举例说明。
这里还有一个需要说明，本来与本文并不十分相关，但前一段有个朋友遇到此问题，相信很多人都会遇到，那就是数组全局变量。
他遇到的问题如下：
在声明定义时，定义数组如下：
intG_glob[100];
在另一个文件中引用声明如下：
int * G_glob;
在vc中，是可以编译通过的，这种情况大家都比较模糊并且需要注意，数组与指针类似，但并不等于说对数组的声明起变量就是指针。上面所说的的程序在运行时发现了问题，在引用声明的那个文件中，使用这个指针时总是提示内存访问错误，原来我们的连接程序并不把指针与数组等同，连接时，也不把他们当做同一个定义，而是认为是不相关的两个定义，当然会出现错误。正确的使用方法是在引用声明中声明如下：
intG_glob[100];
并且最好再加上一个extern，更加明了。
externintG_glob[100];
另外需要说明的是，在引用声明中由于不需要涉及到内存分配，可以简化如下，这样在需要对全局变量的长度进行修改时，不用把所有的引用声明也全部修改了。
externintG_glob[];
C语言是现今为止在底层核心编程中，使用最广泛的语言，以前是，以后也不会有太大改变，虽然现在java,.net等语言和工具对c有了一定冲击，但我们看到在计算机最为核心的地方，其他语言是无论如何也代替不了的，而这个领域也正是我们对计算机痴迷的程序员所向往的。
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好了,看完文章,对与C语言头文件的作用应该有了跟多的理解吧,如果这些你原本都知道了,那么仅当是温习一下而已,如果原本不知道,那么恭喜你,现在又学到一些技巧和知识.
对于全局变量的定义和声明,其实还有另外一个解决的方法,聪明的你可能早已经猜到了:),没错,就是用宏定义的技巧实现.比如a.h文件当中有:
#ifdef AAA
inti=0;
#else
inti;
#endif
那么,在a.c文件当中,有如下语句:
......
#define AAA
#include "a.h"
......
而对于其他的任何包含a.h文件的头文件或者.c源文件,只需要直接包含a.h就行了
......
#include "a.h"
......
这样就可以达到在a.c文件当中定义变量一次,而在其他的文件当中声明该变量的目的.
当然了,你完全可以根据自己的需要来决定在哪个需要包含a.h的文件当中定义宏AAA,但是我要说的是
在同一个工程的不同的需要包含a.h的文件当中,你只能定义AAA一次,否则在连接这些目标文件时会出现
重复定义的错误,即使你的单独目标文件编译没有任何的问题.
当然,这里说的仅仅是对全局变量的声明技巧,强烈的推介大家在头文件中使用宏定义实现对整个头文件的防止重复包含,当然了,这个技巧大多数的c语言程序员都懂.
#ifndef XXX
#define XXX
#endif
这样做会让你的程序更加稳健,很大程度上减少了不必要的麻烦...
最后给出一点点全局变量使用需要注意的问题,这也仅仅是个建议,或者说一种编程习惯 ;)
1) 所有全局变量全部以g_开头,并且尽可能声明成static类型.
2) 尽量杜绝跨文件访问全局变量.如果的确需要在多个文件内访问同一变量,应该由该变量定义所在文件内提供GET/PUT函数实现.
3) 全局变量必须要有一个初始值,全局变量尽量放在一个专门的函数内初始化.
4) 如调用的函数少于三个,请考虑改为局部变量实现.
简单办法，先写完整程序，再把一部分抽出去，抽出去的存到自己的头文件里，在抽出的地方写#include ...
例如，完整程序（计算平均值）：
#include
double mean(double *y, int N){
inti;
double s=0.0;
for (i=0;i s = s / (double) N; return s; } void main() { double x[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; printf("mean = %lf\n", mean(x,10)); } ---------------------------------------------- 抽出部分存入 a_x.h ： double mean(double *y, int N){ inti; double s=0.0; for (i=0;i s = s / (double) N; return s; } -------------------------------- 在c/c++语言中的头文件其实是为了搜寻对应的类型和函数信息的 比如在头文件中可以声明一个函数，但这个函数可能定义在任何地方 比如一个静态库或者动态导入库lib中，或者可以直接以原代码的方式写在cpp/c文件中头文件提供的服务叫做类型映射（phototype） 函数在c/c++语言中也是一种类型函数在声明的时候其实仅仅是说明了对应的函数调用协议，函数名称和参数类型这样就可以明确的指导编译器如何创建这个函数对应的调用代码而寻找这个函数的工作交给了链接器注意编译器在vc里边叫做cl，链接器在vc里边叫做link。 cl负责生成obj，每一个cpp/c文件会生成一个obj文件 这个obj里边包含了直接由c/cpp源程序所生成的汇编代码，这个c/cpp文件需要查找的符号（这个后面再说） link其实和咱们上微机原理汇编课的时候用的Link很像 他负责将每一个obj中的符号查找表中的东西转换为一个地址 这个地址就是最后编译完成后的exe文件的函数对应这个函数的入口地址。 符号，就是这个函数或者对象通过编译器后所产生的名称 在c语言中一个符号由这个函数或者这个对象的名称和这个函数的调用协议组成 这也是为什么c语言不支持重载的原因 （还记得重载吧？重载就是参数类型或个数不同， 参数和个数都相同的叫做重写，重写只能用在类的函数的继承中） 而c++会在每一个函数的前后添加一堆用于表示这个函数的调用方法所属类型，名字空间和调用参数类型等的大量字符 用来区分每一个函数 比如一个函数 int Test(); 根据不同的命名方法可能被不同的命名 如果到定义了extern "C" 如下： extern "C" int Test(); 这个函数就被vc编译器按c语言的方式命名为 _Test 其中的前划线 _表示这个函数的调用协议为__cdecl Test就是这个函数的名称 如果使用vc编译器直接编译这个函数int Test(); 其中的? 和 @@YAHXZ都是编译器加上去的 ? 和 @@YAH 是用来表示调用协议的 其中的H为返回值是int X表示没有参数。 Z是函数名称结束修饰 调用协议 指函数的参数传递使用的方式 有__cdecl __fastcall __stdcall __thiscall 等 __cdecl 是c语言的调用方式 __fastcall 使用寄存器传递参数 __stdcall 使用栈传递参数，并且其压栈顺序为从右到左，由被调用函数来清除栈 __thiscall 是类对象的方法调用方式，这种调用方式不能直接由程序指定 如果一个函数的是被实现在cpp或者c文件中的时候，就必须保证这个cpp或者c文件所产生的符号与这个函数的声明所产生的 符号相同，否则链接器在链接的时候就会发生无法找到符号的错误 如何保证这个符号是相同的呢？ 只要在cpp或者c文件中包含这个头文件 或者如果能保证所生成的符号相同则根本就不用h文件也能工作 比如如下程序 // 这是main.cpp文件的东西 int Test(); int main() { Test(); } // 这是test.cpp文件的东西 int Test() { return 1; } 这里就完全没有用头文件 注意事项： 1。如果是使用了c文件作为函数的载体而编译器为微软的vc， 需要在h文件中添加extern "C"通知编译器使用c的命名规则 最好使用判断 #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif ... 函数声明 ... #ifdef __cplusplus } #endif 这样在c编译器上也能使用这个头文件了 2。c/cpp文件与头文件名称无关 3。如果一个头文件中定义了一个结构或者类，那么在h文件中最好使用防止多次包含的#ifndef __XXX__H__ #define __XXX__H__ ... //类或结构定义 { ... }; ... #endif 这里的XXX就是这个头文件的名称，这个名称是可以随便起的，只要不起重。但c/cpp文件中不需要添加这些东西 或者如果使用了vc6作为编译器它支持 #pragma once 在h文件的最前面写上这句话就可以保证这个头文件只会被处理一遍 程序变: #include #include "a_x.h" void main() { double x[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; printf("mean = %lf\n", mean(x,10)); } ============================================= 你要是愿意随便抽一块也可以，例如抽出（也叫 a_x.h）： double mean(double *y, int N){ double s=0.0; for (i=0;i s = s / (double) N; return s; } void main() { ------------------------ 程序变: #include #include "a_x.h" double x[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; printf("mean = %lf\n", mean(x,10)); } ============================== 语法上，功能上，两种抽法都可以。但第一种方法较好--程序可读性好，不易出错。一般情况下，头文件里放函数原型，全局量声明和函数定义。 C语言中的头文件可以自己写吗？ 电脑圈圈发表于 2006-3-17 22:57:00 推荐 一些初学C语言的人，不知道头文件（*.h文件）原来还可以自己写的。只知道调用系统库函数时，要使用＃include语句将某些头文件包含进去。其实，头文件跟.C文件一样，是可以自己写的。头文件是一种文本文件，使用文本编辑器将代码编写好之后，以扩展名.h保存就行了。头文件中一般放一些重复使用的代码，例如函数声明，变量声明，常数定义，宏的定义等等。当使用＃include语句将头文件引用时，相当于将头文件中所有内容，复制到＃include处。为了避免因为重复引用而导致的编译错误，头文件常具有 #ifndef LABEL #define LABEL //代码部分 #endif 的格式。其中，LABEL为一个唯一的标号，命名规则跟变量的命名规则一样。常根据它所在的头文件名来命名，例如，如果头文件的文件名叫做hardware.h， 那么可以这样使用： #ifndef __HARDWARE_H__ #define __HARDWARE_H__ //代码部分 #endif 这样写的意思就是，如果没有定义__HARDWARE_H__，则定义__HARDWARE_H__，并编译下面的代码部分，直到遇到#endif。这样，当重复引用时，由于 __HARDWARE_H__已经被定义，则下面的代码部分就不会被编译了，这样就避免了重复定义。 另外一个地方就是使用 include时，使用引号与尖括号的意思是不一样的。使用引号(“”)时，首先搜索工程文件所在目录，然后再搜索编译器头文件所在目录。而使用尖括号 (<>)时，刚好是相反的搜索顺序。假设我们有两个文件名一样的头文件hardware.h，但内容却是不一样的。一个保存在编译器指定的头文件目录下，我们把它叫做文件I；另一个则保存在当前工程的目录下，我们把它叫做文件II。如果我们使用的是＃include #include 的本质就是把对应的文件直接拷贝到这一行里面 要理解头文件，主要是要理解“声明” C/C++中，所有使用到得变量、函数、类都要是声明过得，就是说，要有一行语句来告诉编译器，我有一个名字叫XXX的???类型的变量（函数、类）。 然后还有一个因素就是，在编译的时候，程序是按照每个.C或.CPP文件单独编译的。 也就是说，对于每个C文件中，如果都用到了同一个函数（比如printf），那么，我在每个对应文件中写一遍printf的声明明显是很麻烦的。所以我把这个声明单独写了一个文件，为了区别，我把扩展名记做.h，在需要使用对应的函数（类）的时候，我就不需要去拷贝函数的声明，而只需要#include 对应头文件就可以了，系统自动帮你拷贝进来——C语言提供的头文件，按照函数功能分类好了，比如数学函数就都写在了math.h里面，一包含就全包含，不管你用没用到cos()这个函数或者其他什么。 当然，由于.h文件中也可以包含其他.h文件，所以为了不重复声明或定义，需要用宏做相应的处理，这个不是要理解的东西，而是照着写。 看到你的补充，在这里我也补充下答案 对于自己定义的函数，首先，肯定的是，你至少需要在一个C文件中定义它，否则链接会出错。当你想在任何一个文件中使用的时候，你只需要让这个文件包函数声明所在的头文件即可。 具体来说： a.h中声明了了 int a( int x); a.c中实现这个函数，需要有类似代码 #include "a.h" //.....其他代码 int a(int x) { return x*x; } 如果在b.c中想使用这个，则只要在b.c中这样就可以： #include "a.h" //....其他代码x = a(x); //...其他代码 C语言编程常用头文件 C语言常用头文件总结 序号库类别头文件 1 字符处理ctype.h 2 地区化local.h 3 数学函数math.h 4 信号处理signal.h 5 输入输出stdio.h 6 实用工具程序stdlib.h 7 字符串处理string.h 字符处理函数 本类别函数用于对单个字符进行处理，包括字符的类别测试和字符的大小写转换头文件ctype.h 函数列表<> 函数类别函数用途详细说明 字符测试是否字母和数字isalnum 是否字母isalpha 是否控制字符iscntrl 是否数字isdigit 是否可显示字符（除空格外）isgraph 是否可显示字符（包括空格）isprint 是否既不是空格，又不是字母和数字的可显示字符ispunct 是否空格isspace 是否大写字母isupper 是否16进制数字（0－9，A-F）字符isxdigit 字符大小写转换函数转换为大写字母toupper 转换为小写字母tolower 地区化 本类别的函数用于处理不同国家的语言差异。 头文件local.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 地区控制地区设置setlocale 数字格式约定查询国家的货币、日期、时间等的格式转换localeconv 数学函数 本分类给出了各种数学计算函数，必须提醒的是ANSI C标准中的数据格式并不符合IEEE754标准，一些C语言编译器却遵循IEEE754(例如frinklin C51) 头文件math.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 错误条件处理定义域错误（函数的输入参数值不在规定的范围内） 值域错误（函数的返回值不在规定的范围内） 三角函数反余弦acos 反正弦asin 反正切atan 反正切2 atan2 余弦cos 正弦sin 正切tan 双曲函数双曲余弦cosh 双曲正弦sinh 双曲正切tanh 指数和对数指数函数exp 指数分解函数frexp 乘积指数函数fdexp 自然对数log 以10为底的对数log10 浮点数分解函数modf 幂函数幂函数pow 平方根函数sqrt 整数截断，绝对值和求余数函数求下限接近整数ceil 绝对值fabs 求上限接近整数floor 求余数fmod 本分类函数用于实现在不同底函数之间直接跳转代码。头文件setjmp.h io.h 免费的函数原形的头文件读者可参考返回非整型值的函数 函数原形的头文件读者可参考返回非整型值的函数assert.h - assert(), 声明宏 ctype.h –字符类型函数 float.h –浮点数原形 limits.h –数据类型的大小和范围 math.h –浮点运算函数 stdarg.h –变量参数表. stddef.h –标准定义 stdio.h –标准输入输出IO 函数 stdlib.h –包含内存分配函数的标准库 string.h –字符串处理函数 3 字符类型库 下列函数按照输入的ACS II 字符集字符分类使用这些函数之前应当用"#include int isgraph(int c) 如果c 是一个可打印字符而非空格返回非零数值否则返回零 int islower(int c) 如果c 是小写字母返回非零数值否则返回零 int isprint(int c) 如果c 是一个可打印字符返回非零数值否则返回零 int ispunct(int c) 如果c 是一个可打印字符而不是空格数字或字母返回非零数值否则返回零 int isspace(int c) 如果c 是一个空格字符返回非零数值包括空格CR, FF, HT, NL, 和VT 否则返回零 int isupper(int c) 如果c 是大写字母返回非零数值否则返回零 int isxdigit(int c) 如果c 是十六进制数字返回非零数值否则返回零 int tolower(int c) 如果c 是大写字母则返回c 对应的小写字母其它类型仍然返回c int toupper(int c) 如果c 是小写字母则返回c 对应的大写字母其它类型仍然返回c 4 浮点运算库 下列函数支持浮点数运算使用这些函数之前必须用 #include C语言中，头文件和源文件的关系（转） 简单的说其实要理解C文件与头文件（即.h）有什么不同之处，首先需要弄明白编译器的工作过程，一般说来编译器会做以下几个过程： 1.预处理阶段 2.词法与语法分析阶段 3.编译阶段，首先编译成纯汇编语句，再将之汇编成跟CPU相关的二进制码，生成各个目标文件(.obj文件) 4.连接阶段，将各个目标文件中的各段代码进行绝对地址定位，生成跟特定平台相关的可执行文件，当然，最后还可以用objcopy生成纯二进制码，也就是去掉了文件格式信息。（生成.exe文件） 编译器在编译时是以C文件为单位进行的，也就是说如果你的项目中一个C文件都没有，那么你的项目将无法编译，连接器是以目标文件为单位，它将一个或多个目标文件进行函数与变量的重定位，生成最终的可执行文件，在PC上的程序开发，一般都有一个main函数，这是各个编译器的约定，当然，你如果自己写连接器脚本的话，可以不用main函数作为程序入口！！！！ （main .c文件目标文件可执行文件） 有了这些基础知识，再言归正传，为了生成一个最终的可执行文件，就需要一些目标文件，也就是需要C文件，而这些C文件中又需要一个main 函数作为可执行程序的入口，那么我们就从一个C文件入手，假定这个C文件内容如下： #include #include "mytest.h" int main(int argc,char **argv) { test = 25; printf("test.................%d/n",test); } 头文件内容如下： int test; 现在以这个例子来讲解编译器的工作： 1.预处理阶段：编译器以C文件作为一个单元，首先读这个C文件，发现第一句与第二句是包含一个头文件，就会在所有搜索路径中寻找这两个文件，找到之后，就会将相应头文件中再去处理宏，变量，函数声明，嵌套的头文件包含等，检测依赖关系，进行宏替换，看是否有重复定义与声明的情况发生，最后将那些文件中所有的东东全部扫描进这个当前的C文件中，形成一个中间“C文件” 2.编译阶段，在上一步中相当于将那个头文件中的test变量扫描进了一个中间C文件，那么test变量就变成了这个文件中的一个全局变量，此时就将所有这个中间C文件的所有变量，函数分配空间，将各个函数编译成二进制码，按照特定目标文件格式生成目标文件，在这种格式的目标文件中进行各个全局变量，函数的符号描述，将这些二进制码按照一定的标准组织成一个目标文件 3.连接阶段，将上一步成生的各个目标文件，根据一些参数，连接生成最终的可执行文件，主要的工作就是重定位各个目标文件的函数，变量等，相当于将个目标文件中的二进制码按一定的规范合到一个文件中再回到C文件与头文件各写什么内容的话题上：理论上来说C文件与头文件里的内容，只要是C语言所支持的，无论写什么都可以的，比如你在头文件中写函数体，只要在任何一个C文件包含此头文件就可以将这个函数编译成目标文件的一部分（编译是以C文件为单位的，如果不在任何C文件中包含此头文件的话，这段代码就形同虚设），你可以在C文件中进行函数声明，变量声明，结构体声明，这也不成问题！！！那为何一定要分成头文件与C文件呢？又为何一般都在头件中进行函数，变量声明，宏声明，结构体声明呢？而在C文件中去进行变量定义，函数实现呢？？原因如下： 1.如果在头文件中实现一个函数体，那么如果在多个C文件中引用它，而且又同时编译多个C文件，将其生成的目标文件连接成一个可执行文件，在每个引用此头文件的C文件所生成的目标文件中，都有一份这个函数的代码，如果这段函数又没有定义成局部函数，那么在连接时，就会发现多个相同的函数，就会报错 2.如果在头文件中定义全局变量，并且将此全局变量赋初值，那么在多个引用此头文件的C文件中同样存在相同变量名的拷贝，关键是此变量被 头文件ctype.h 函数列表<> 函数类别函数用途详细说明 字符测试是否字母和数字isalnum 是否字母isalpha 是否控制字符iscntrl 是否数字isdigit 是否可显示字符（除空格外）isgraph 是否可显示字符（包括空格）isprint 是否既不是空格，又不是字母和数字的可显示字符ispunct 是否空格isspace 是否大写字母isupper 是否16进制数字（0－9，A-F）字符isxdigit 字符大小写转换函数转换为大写字母toupper 转换为小写字母tolower 地区化 本类别的函数用于处理不同国家的语言差异。 头文件local.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 地区控制地区设置setlocale 数字格式约定查询国家的货币、日期、时间等的格式转换localeconv 数学函数 本分类给出了各种数学计算函数，必须提醒的是ANSI C标准中的数据格式并不符合IEEE754标准，一些C语言编译器却遵循IEEE754(例如frinklin C51) 头文件math.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 错误条件处理定义域错误（函数的输入参数值不在规定的范围内） 值域错误（函数的返回值不在规定的范围内） 三角函数反余弦acos 反正弦asin 反正切atan 反正切2 atan2 余弦cos 正弦sin 正切tan 双曲函数双曲余弦cosh 双曲正弦sinh 双曲正切tanh 指数和对数指数函数exp 指数分解函数frexp 乘积指数函数fdexp 自然对数log 以10为底的对数log10 浮点数分解函数modf 幂函数幂函数pow 平方根函数sqrt 整数截断，绝对值和求余数函数求下限接近整数ceil 绝对值fabs 求上限接近整数floor 求余数fmod 本分类函数用于实现在不同底函数之间直接跳转代码。头文件setjmp.h io.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 保存调用环境setjmp 恢复调用环境longjmp 信号处理 该分类函数用于处理那些在程序执行过程中发生例外的情况。 头文件signal.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 指定信号处理函数signal 发送信号raise 可变参数处理 本类函数用于实现诸如printf,scanf等参数数量可变底函数。 头文件stdarg.h 函数列表 函数原形的头文件读者可参考返回非整型值的函数 assert.h - assert(), 声明宏 ctype.h –字符类型函数 float.h –浮点数原形 limits.h –数据类型的大小和范围 math.h –浮点运算函数 stdarg.h –变量参数表. stddef.h –标准定义 stdio.h –标准输入输出IO 函数 stdlib.h –包含内存分配函数的标准库 string.h –字符串处理函数 3 字符类型库 下列函数按照输入的ACS II 字符集字符分类使用这些函数之前应当用"#include 标准C语言头文件 ISO C 标准定义的头文件（24 项）类型 实现常量 尔类型和值 通用类型数学宏 分类和映射支持 匹配类型 C语言头文件作用及写法 头文件几个好处： 1，头文件可以定义所用的函数列表，方便查阅你可以调用的函数； 2，头文件可以定义很多宏定义，就是一些全局静态变量的定义，在这样的情况下，只要修改头文件的内容，程序就可以做相应的修改，不用亲自跑到繁琐的代码内去搜索。 3，头文件只是声明，不占内存空间，要知道其执行过程，要看你头文件所申明的函数是在哪个.c文件里定义的，才知道。 4，他并不是C自带的，可以不用。 5，调用了头文件，就等于赋予了调用某些函数的权限，如果你要算一个数的N次方，就要调用Pow（）函数，而这个函数是定义在math.c里面的，要用这个函数，就必需调用math.h 这个头文件。 头文件写法： #include 如要使用其它头文件中的函数，可以直接在你的头文件中引用。 初学C语言，个人建议你使用C++Builder 6去练习和理解，当然，这要求你有一定的英语水平.在很多情况下会自动的帮你加好头文件，你可以观察它自动生成的文件，代码，以进一步学习。 example： 我截了一小段 /* math.h Definitions for the math floating point package. Copyright (c) 1987, 1991 by Borland International All Rights Reserved. */ #ifndef __MATH_H #define __MATH_H #if !defined( __DEFS_H ) #include <_defs.h> #endif #define HUGE_VAL _huge_dble extern double _Cdecl _huge_dble; #define _LHUGE_VAL _huge_ldble extern long double _Cdecl _huge_ldble; #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif double _Cdecl acos (double __x); double _Cdecl asin (double __x); double _Cdecl atan (double __x); double _Cdecl atan2 (double __y, double __x); double _Cdecl ceil (double __x); double _Cdecl cos (double __x); double _Cdecl cosh (double __x); double _Cdecl exp (double __x); double _Cdecl fabs (double __x); double _Cdecl __fabs__ (double __x); /* Intrinsic */ double _Cdecl floor (double __x); double _Cdecl fmod (double __x, double __y); double _Cdecl frexp (double __x, int *__exponent); C语言所有常用头文件用途 字符处理函数 本类别函数用于对单个字符进行处理，包括字符的类别测试和字符的大小写转换 头文件ctype.h 函数列表<> 函数类别函数用途详细说明 字符测试是否字母和数字isalnum 是否字母isalpha 是否控制字符iscntrl 是否数字isdigit 是否可显示字符（除空格外）isgraph 是否可显示字符（包括空格）isprint 是否既不是空格，又不是字母和数字的可显示字符ispunct 是否空格isspace 是否大写字母isupper 是否16进制数字（0－9，A-F）字符isxdigit 字符大小写转换函数转换为大写字母toupper 转换为小写字母tolower 地区化 本类别的函数用于处理不同国家的语言差异。 头文件local.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 地区控制地区设置setlocale 数字格式约定查询国家的货币、日期、时间等的格式转换localeconv 数学函数 本分类给出了各种数学计算函数，必须提醒的是ANSI C标准中的数据格式并不符合IEEE754标准，一些C语言编译器却遵循IEEE754(例如frinklin C51) 头文件math.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 错误条件处理定义域错误（函数的输入参数值不在规定的范围内） 值域错误（函数的返回值不在规定的范围内） 三角函数反余弦acos 反正弦asin 反正切atan 反正切2 atan2 余弦cos 正弦sin 正切tan 双曲函数双曲余弦cosh 双曲正弦sinh 双曲正切tanh 指数和对数指数函数exp 指数分解函数frexp 乘积指数函数fdexp 自然对数log 以10为底的对数log10 浮点数分解函数modf 幂函数幂函数pow 平方根函数sqrt 整数截断，绝对值和求余数函数求下限接近整数ceil 绝对值fabs 求上限接近整数floor 求余数fmod 本分类函数用于实现在不同底函数之间直接跳转代码。头文件setjmp.h io.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 保存调用环境setjmp 恢复调用环境longjmp 信号处理 该分类函数用于处理那些在程序执行过程中发生例外的情况。 头文件signal.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 指定信号处理函数signal 发送信号raise 可变参数处理 本类函数用于实现诸如printf,scanf等参数数量可变底函数。 #include（errno.h）：错误处理 #include （stdio.h）：格式化输入与输出函数 fprintf函数，功能：格式输出（文件） fscanf函数，功能：格式输入（文件） printf函数，功能：格式输出（控制台） scanf函数，功能：格式输入（控制台） fclose函数，功能：关闭文件 fopen函数，功能：打开文件 feof函数，功能：文件结尾判断 ferror函数，功能：文件错误检测 freopen函数，功能：将已存在的流指针和新文件连接 setbuf函数，功能：设置磁盘缓冲区 sscanf函数，功能：从缓冲区中按格式输入 sprintf函数，功能：格式输出到缓冲区 remove函数，功能：删除文件 rename函数，功能：修改文件名称 tmpfile函数，功能：生成临时文件名称 tmpnam函数，功能：得到临时文件路径 fgetc函数，功能：输入一个字符（文件） fgets函数，功能：字符串输入（文件） fputc函数，功能：字符输出（文件） fputs函数，功能：字符串输出（文件） gets函数，功能：字符串输入（控制台） getchar函数，功能：字符输入（控制台） getc函数，功能：字符输入（控制台） putc函数，功能：字符输出（控制台） putchar函数，功能：字符输出（控制台） ungetc函数，功能：字符输出到流的头部 fread函数，功能：直接流读操作 fwrite函数，功能：直接流写操作 fgetpos函数，功能：得到文件位置 fsetpos函数，功能：文件位置设置 fseek函数，功能：文件位置移动 ftell函数，功能：得到文件位置 remind函数，功能：文件位置复零位 perror函数，功能：得到错误提示字符串 clearerr函数，功能：错误清除 puts函数，功能：字符串输出（控制台） C语言头文件的使用与写法。 2009年04月20日星期一23:12 C语言中的.h文件和我认识由来已久，其使用方法虽不十分复杂，但我却是经过了几个月的“不懂”时期，几年的“一知半解”时期才逐渐认识清楚他的本来面目。揪其原因，我的驽钝和好学而不求甚解固然是原因之一，但另外还有其他原因。原因一：对于较小的项目，其作用不易被充分开发，换句话说就是即使不知道他的详细使用方法，项目照样进行，程序在计算机上照样跑。原因二：现在的各种C语言书籍都是只对C语言的语法进行详细的不能再详细的说明，但对于整个程序的文件组织构架却只字不提，找了好几本比较著名的C语言著作，却没有一个把.h文件的用法写的比较透彻的。下面我就斗胆提笔，来按照我对.h 的认识思路，向大家介绍一下。 让我们的思绪乘着时间机器回到大学一年级。C原来老师正在讲台上讲着我们的第一个C语言程序: Hello world! 文件名 First.c main() { printf(“Hello world!”); } 例程-1 看看上面的程序，没有.h文件。是的，就是没有，世界上的万物都是经历从没有到有的过程的，我们对.h的认识，我想也需要从这个步骤开始。这时确实不需要.h文件，因为这个程序太简单了，根本就不需要。那么如何才能需要呢？让我们把这个程序变得稍微复杂些，请看下面这个， 文件名 First.c printStr() { printf(“Hello world!”); } main() { printStr() } 例程-2还是没有, 那就让我们把这个程序再稍微改动一下. 文件名 First.c main() { printStr() } printStr() { printf(“Hello world!”); } 例程-3等等，不就是改变了个顺序嘛, 但结果确是十分不同的. 让我们编译一下例程-2和例程-3,你会发现例程-3是编译不过的.这时需要我们来认识一下另一个C语言中的概念:作用域.我们在这里只讲述与.h文件相关的顶层作用域, 顶层作用域就是从声明点延伸到源程序文本结束, 就printStr()这个函数来说，他没有单独的声明,只有定义,那么就从他定义的行开始,到first.c文件结束, 也就是说,在例程-2的main()函数的引用点上,已经是他的作用域. 例程-3的main()函数的引用点上，还不是他的作用域,所以会编译出错. 这种情况怎么办呢? 有两种方法 ,一个就是让我们回到例程-2, 顺序对我们来说没什么, 谁先谁后不一样呢，只要能编译通过,程序能运行, 就让main()文件总是放到最后吧. 那就让我们来看另一个例程,让我们看看这个方法是不是在任何时候都会起作用. 文件名 First.c play2() { play1() } String.h C语言里面关于字符数组的函数定义的头文件，常用函数有strlen、strcmp、strcpy等等，更详细的可以到include文件夹里面查看该文件。 #include C标准库函数 abort stdlib. h abs stdlib. h acos math. h asctime time. h asin math. h assert assert.h atan math. h atan2 math. h atexit stdlib. h atof stdlib. h atoi stdlib. h atol stdlib. h bsearch stdlib. h BUFSIZ stdio. h calloc stdlib. h ceil math. h clearerr stdio. h clock time. h CLOCKS-PER-SEC time. h clock_t time. h cos math. h cosh math. h ctime time. h difftime time. h div stdlib. h div_t stdlib. h EDOM errno. h EOF stdio. h ERANGE errno. h errno errno. h exit stdlib. h EXIT_FAILURE stdlib. h EXIT_SUCCESS stdlib. h exp math. h fabs math. h fclose stdio. h feof stdio.h ferror stdio.h fflush stdio. h fgetc stdio.h fgetpos stdio. h FILE stdio. h FILENAME-MAX stdio. h floor math. h isalpha ctype. h iscntrl ctype. h isdigit ctype. h isgraph ctype. h islower ctype. h isprint ctype. h ispunct ctype. h isspace ctype. h isupper ctype. h isxdigit ctype. h jmp_buf setjmp. h labs stdlib. h LC_ALL locale. h LC_COLLATE locale. h LC_CTYPE locale. h LC_MONETARY locale. h LC_NUMERIC locale. h LC_TIME locale. h struct lconv locale. h ldexp math. h ldiv stdlib. h ldiv_t stdlib. h localeconv locale. h localtime time. h log math. h log10 math. h longjmp setjmp. h L_tmpnam stdio. h malloc stdlib. h mblen stdlib. h mbstowcs stdlib. h mbtowc stdlib. h MB_CUR_MAX stdlib. h memchr string. h memcmp string. h memcpy string. h memmove string. h memset string. h 标准C语言头文件 ISO C标准定义的头文件(24项) 嵌入式c语言头文件的建立与使用 如何正确编写C语言头文件和与之相关联的c源程序文件，这首先就要了解它们的各自功能。要理解C文件与头文件（即.h）有什么不同之处，首先需要弄明白编译器的工作过程。 一般说来编译器会做以下几个过程： 1.预处理阶段 2.编译阶段，首先编译成纯汇编语句，再将之汇编成跟CPU相关的二进制码，生成各个目标文件(.obj文件) 3.连接阶段，将各个目标文件中的各段代码进行绝对地址定位，生成跟特定平台相关的可执行文件。 编译器在编译时是以C文件为单位进行的，也就是说如果你的项目中一个C文件都没有，那么你的项目将无法编译，连接器是以目标文件为单位，它将一个或多个目标文件进行函数与变量的重定位，生成最终的可执行文件。 为了生成一个最终的可执行文件，就需要一些目标文件，也就是首先要有C文件，而这些C文件中又需要一个main（）函数作为可执行程序的入口，那么我们就从从这一个C文件入手，引入头文件概念。 假定这个C文件内容如下： #include C系统提供了丰富的系统文件，称为库文件，C的库文件分为两类，一类是扩展名为".h"的文件，称为头文件，在前面的包含命令中我们已多次使用过。在".h"文件中包含了常量定义、类型定义、宏定义、函数原型以及各种编译选择设置等信息。另一类是函数库，包括了各种函数的目标代码，供用户在程序中调用。通常在程序中调用一个库函数时，要在调用之前包含该函数原型所在的".h" 文件。 下面给出Turbo C的全部".h"文件。 Turbo C头文件 ALLOC.Hν说明内存管理函数(分配、释放等)。 ASSERT.Hν定义assert调试宏。 BIOS.Hν说明调用IBM—PC ROM BIOS子程序的各个函数。CONIO.Hν说明调用DOS控制台I/O子程序的各个函数。 CTYPE.Hν包含有关字符分类及转换的名类信息(如isalpha和toascii 等)。 DIR.Hν包含有关目录和路径的结构、宏定义和函数。 DOS.Hν定义和说明MSDOS和8086调用的一些常量和函数。ERRON.Hν定义错误代码的助记符。 FCNTL.Hν定义在与open库子程序连接时的符号常量。 FLOAT.Hν包含有关浮点运算的一些参数和函数。 GRAPHICS.Hν说明有关图形功能的各个函数，图形错误代码的常量定义，正对不同驱动程序的各种颜色值，及函数用到的一些特殊结构。 IO.Hν包含低级I/O子程序的结构和说明。 LIMIT.Hν包含各环境参数、编译时间限制、数的范围等信息。 MATH.Hν说明数学运算函数，还定了HUGE VAL 宏，说明了matherr和matherr子程序用到的特殊结构。 MEM.Hν说明一些内存操作函数(其中大多数也在STRING.H中说明)。PROCESS.Hν说明进程管理的各个函数，spawn…和EXEC …函数的结构说明。 SETJMP.Hν定义longjmp和setjmp函数用到的jmp buf类型，说明这两个函数。 SHARE.Hν定义文件共享函数的参数。 SIGNAL.Hν定义SIG[ZZ(Z] [ZZ)]IGN和SIG[ZZ(Z] [ZZ)]DFL常量，说明rajse和signal两个函数。 STDARG.Hν定义读函数参数表的宏。(如vprintf,vscarf函数)。STDDEF.Hν定义一些公共数据类型和宏。 STDIO.Hν定义Kernighan和Ritchie在Unix System V 中定义的标准和扩展的类型和宏。还定义标准I/O 预定义流：stdin,stdout和stderr，说明I/O 流子程序。 STDLIB.Hν说明一些常用的子程序：转换子程序、搜索/ 排序子程序等。STRING.Hν说明一些串操作和内存操作函数。 SYS\STAT.Hν定义在打开和创建文件时用到的一些符号常量。 SYS\TYPES.Hν说明ftime函数和timeb结构。 C语言头文件大全 #include #include C语言中的.h文件和我认识由来已久，其使用方法虽不十分复杂，但我却是经过了几个月的“不懂”时期，几年的“一知半解”时期才逐渐认识清楚他的本来面目。揪其原因，我的驽钝和好学而不求甚解固然是原因之一，但另外还有其他原因。原因一：对于较小的项目，其作用不易被充分开发，换句话说就是即使不知道他的详细使用方法，项目照样进行，程序在计算机上照样跑。原因二：现在的各种C语言书籍都是只对C语言的语法进行详细的不能再详细的说明，但对于整个程序的文件组织构架却只字不提，找了好几本比较著名的C语言著作，却没有一个把.h文件的用法写的比较透彻的。下面我就斗胆提笔，来按照我对.h 的认识思路，向大家介绍一下。 让我们的思绪乘着时间机器回到大学一年级。C原来老师正在讲台上讲着我们的第一个C语言程序: Hello world! 文件名 First.c main() { printf(“Hello world!”); } 例程-1 看看上面的程序，没有.h文件。是的，就是没有，世界上的万物都是经历从没有到有的过程的，我们对.h的认识，我想也需要从这个步骤开始。这时确实不需要.h文件，因为这个程序太简单了，根本就不需要。那么如何才能需要呢？让我们把这个程序变得稍微复杂些，请看下面这个， 文件名 First.c printStr() { printf(“Hello world!”); } main() { printStr(); } 例程-2 还是没有, 那就让我们把这个程序再稍微改动一下. 文件名 First.c main() { printStr(); } printStr() { printf(“Hello world!”); } 例程-3 等等，不就是改变了个顺序嘛, 但结果确是十分不同的. 让我们编译一下例程-2和例程-3,你会发现例程-3是编译不过的.这时需要我们来认识一下另一个C语言中的概念:作用域. 我们在这里只讲述与.h文件相关的顶层作用域, 顶层作用域就是从声明点延伸到源程序文本结束, 就printStr()这个函数来说，他没有单独的声明,只有定义,那么就从他定义的行开始,到first.c文件结束, 也就是说,在在例程-2的main()函数的引用点上,已经是他的作用域. 例程-3的main()函数的引用点上，还不是他的作用域,所以会编译出错. 这种情况怎么办呢? 有两种方法 ,一个就是让我们回到例程-2, 顺序对我们来说没什么, 谁先谁后不一样呢，只要能编译通过,程序能运行, 就让main()文件总是放到最后吧. 那就让我们来看另一个 例程,让我们看看这个方法是不是在任何时候都会起作用. 文件名 First.c play2() { ………………. play1(); ……………….. } play1(){ …………….. play2(); …………………… } main() { play1(); } 例程-4 也许大部分都会看出来了，这就是经常用到的一种算法, 函数嵌套, 那么让我们看看, play1和play2这两个函数哪个放到前面呢? 这时就需要我们来使用第二种方法,使用声明. 文件名 First.c play1();C语言编程常用头文件
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