C 頭文件

頭文件是擴展名為 .h 的文件，包含了 C 函數聲明和宏定義，被多個源文件中引用共享。有兩種類型的頭文件：程序員編寫的頭文件和編譯器自帶的頭文件。

在程序中要使用頭文件，需要使用 C 預處理指令 #include 來引用它。前面我們已經看過 stdio.h 頭文件，它是編譯器自帶的頭文件。

引用頭文件相當於復制頭文件的內容，但是我們不會直接在源文件中復制頭文件的內容，因為這麼做很容易出錯，特別在程序是由多個源文件組成的時候。

A simple practice in C 或 C++ 程序中，建議把所有的常量、宏、系統全局變量和函數原型寫在頭文件中，在需要的時候隨時引用這些頭文件。

引用頭文件的語法

使用預處理指令 #include 可以引用用戶和系統頭文件。它的形式有以下兩種：

#include <file>

這種形式用於引用系統頭文件。它在系統目錄的標准列表中搜索名為 file 的文件。在編譯源代碼時，您可以通過 -I 選項把目錄前置在該列表前。

#include "file"

這種形式用於引用用戶頭文件。它在包含當前文件的目錄中搜索名為 file 的文件。在編譯源代碼時，您可以通過 -I 選項把目錄前置在該列表前。

引用頭文件的操作

#include 指令會指示 C 預處理器浏覽指定的文件作為輸入。預處理器的輸出包含了已經生成的輸出，被引用文件生成的輸出以及 #include 指令之後的文本輸出。例如，如果您有一個頭文件 header.h，如下：

char *test (void);

和一個使用了頭文件的主程序 program.c，如下：

int x;
#include "header.h"

int main (void)
{
   puts (test ());
}

編譯器會看到如下的令牌流：

int x;
char *test (void);

int main (void)
{
   puts (test ());
}

只引用一次頭文件

如果一個頭文件被引用兩次，編譯器會處理兩次頭文件的內容，這將產生錯誤。為了防止這種情況，標准的做法是把文件的整個內容放在條件編譯語句中，如下：

#ifndef HEADER_FILE
#define HEADER_FILE

the entire header file file

#endif

這種結構就是通常所說的包裝器 #ifndef。當再次引用頭文件時，條件為假，因為 HEADER_FILE 已定義。此時，預處理器會跳過文件的整個內容，編譯器會忽略它。

有條件引用

有時需要從多個不同的頭文件中選擇一個引用到程序中。例如，需要指定在不同的操作系統上使用的配置參數。您可以通過一系列條件來實現這點，如下：

#if SYSTEM_1
   # include "system_1.h"
#elif SYSTEM_2
   # include "system_2.h"
#elif SYSTEM_3
   ...
#endif

但是如果頭文件比較多的時候，這麼做是很不妥當的，預處理器使用宏來定義頭文件的名稱。這就是所謂的有條件引用。它不是用頭文件的名稱作為 #include 的直接參數，您只需要使用宏名稱代替即可：

 #define SYSTEM_H "system_1.h"
 ...
 #include SYSTEM_H

SYSTEM_H 會擴展，預處理器會查找 system_1.h，就像 #include 最初編寫的那樣。SYSTEM_H 可通過 -D 選項被您的 Makefile 定義。