问渠网-C语言基础-第四节多文件编译

本文作者：李德强

第四节多文件编译

多文件编译，在我们最早编写Hello World程序时我们就将程序写在了一个后缀名为.c的文本文件里，然后通过gcc编译器对其编译并运行。在本节我们将学习如何编写多个源文件的程序

一、头文件header与源文件source

通常我们会在头文件中一些类型的定义、结构体定义、宏定义、函数声明、include包含等内容。而在源文件中编写实际的功能实现。

例如我们可以在头文件hello.h中写入如下内容

/* hello.h */
#include <stdio.h>
void print_hello(void);

其中包含了标准输入输出头文件，类型定义，函数的声明等内容，而我们再编写一个hello.c的源文件：

/* hello.c */
#include "hello.h"
void print_hello(void)
{
	printf("Hello World!\n");
}

源文件中包含了hello.h这个头文件，于是在这个hello.c文件中就可以使用这些在头文件中定义的内容，可以使用自定义类型、自定义函数、标准输入输出函数等。在使用gcc编译代码时只需要指定hello.c即可编译器会根据#include "hello.h"找到这个头文件，注意hello.h和hello.c要存放在同一个目录下。

值得详细讲述的还有include的路径问题，当使用<>来指定包含的头文件时，编译器会从系统头文件库中进行查找，而使用""来包含的头文件，编译器将会从当前程序目录进行查找。在include时被包含文件可以是绝对路径，也可以是相对路径，总之，只要头文件的存放路径与当前源文件的关系正确即可。

另外include不仅仅能包含.h类型的头文件，理论上它可以包含任意类型的文件，例如包含一个.c文件等，但我们通常都用于包含.h类型的头文件。

二、多文件编译

在前面我们已经学习了如何编写头文件与源文件，但这还只是停留在单一文件的编译方法上。多数大型的工程的头文件和源文件非常多，我们也不可能把所有的代码都写在同一个文件里，这样也不方便代码的阅读与维护，通常都会根据不同的功能将代码分别书写到多个源文件与头文件中。例如我们可以编写一个简单的日历程序：

/* ioput.h */
#include <stdio.h>
//读取用户输入的年份
int input_year(void);
//读取用户输入的月份
int input_month(void);
//显示日历
void output_days(int year, int month, int week, int is_leap_year);


/* ioput.c */
#include "ioput.h"
//读取用户输入的年份
int input_year(void)
{
	int year;
	printf("Enter the year:");
	scanf("%d", &year);
	return year;
}
//读取用户输入的月份
int input_month(void)
{
	int month;
	printf("Enter the month:");
	scanf("%d", &month);
	return month;
}
//显示日历
void output_days(int year, int month, int week, int is_leap_year)
{
	//月份与星期的名称及每个月的天数
	char* month_name[12] = { "January", "February", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December" };
	char* week_name[7] = { "Su", "Mo", "Tu", "We", "Th", "Fr", "Sa" };
	int days[12] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };
	//闰年二月29天
	if (is_leap_year)
	{
		days[1] = 29;
	}
	printf("\n");
	//显示年、月和星期
	printf("     %s %d\n", month_name[month], year);
	for (int j = 0; j < 7; j++)
	{
		printf("%2s ", week_name[j]);
	}
	printf("\n");
	//显示每月1日前的空白
	for (int i = 0; i < week % 7; i++)
	{
		printf("   ");
	}
	//循环显示日期
	for (int i = 1; i <= days[month]; i++)
	{
		printf("%2d ", i);
		//显示7个数后换行
		if ((i + week) % 7 == 0)
		{
			printf("\n");
		}
	}
	printf("\n\n");
}


/* calc.h */
#include "ioput.h"
//蔡勒公式计算星期，只适合于1582年10月15日之后的日期
int calc_week(int year, int month, int day);
//计算闰年
int calc_leap_year(int year);
//日历核心函数
void calc_core(void);


/* calc.c */
#include "calc.h"
//蔡勒公式计算星期，只适合于1582年10月15日之后的日期
int calc_week(int year, int month, int day)
{
	if (month <= 2)
	{
		month += 12;
		year--;
	}
	int century = year / 100;
	year %= 100;
	int days = (year + year / 4 + century / 4 - 2 * century + 26 * (month + 1) / 10 + day - 1) % 7;
	while (days < 0)
	{
		days += 7;
	}
	return days;
}
//计算闰年
int calc_leap_year(int year)
{
	if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
	{
		return 1;
	}
	return 0;
}
//日历核心函数
void calc_core(void)
{
	do
	{
		int year = input_year();
		if (year <= 1582)
		{
			break;
		}
		int month = input_month();
		if (month <= 0 || month >= 13)
		{
			break;
		}
		int is_leap_year = calc_leap_year(year);
		int week = calc_week(year, month, 1);
		month--;
		output_days(year, month, week, is_leap_year);
	}
	while (1);
}

/* main.c */
#include "calc.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
	calc_core();
	return 0;
}

接受用户的输入和输出为一对头文件与源文件ioput.h和ioput.c，而计算闰年和计算某日期是星期几则在另一对头文件当中calc.h和calc.c，最后主函数main所在的源文件main.c中包含了这几个相关的头文件，并将这几个源文件一同编译：

gcc -o calc main.c ioput.c calc.c

gcc将这3个源文件一同编译成一个可执行文件。我们来看看这个文件的运行结果。

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关于此例只是为了让读者清楚多文件编译的过程和方法，如果读者对例子中的程序有不清楚的地方请参见《显示精美日历》。