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C语言#include的用法详解(文件包含命令)

#include叫做文件包含命令,用来引入对应的头文件(.h文件)。#include 也是C语言预处理命令的一种。

#include 的处理过程很简单,就是将头文件的内容插入到该命令所在的位置,从而把头文件和当前源文件连接成一个源文件,这与复制粘贴的效果相同。

#include 的用法有两种,如下所示:

#include <stdHeader.h>
#include "myHeader.h"

使用尖括号< >和双引号" "的区别在于头文件的搜索路径不同:
  • 使用尖括号< >,编译器会到系统路径下查找头文件;
  • 而使用双引号" ",编译器首先在当前目录下查找头文件,如果没有找到,再到系统路径下查找。

也就是说,使用双引号比使用尖括号多了一个查找路径,它的功能更为强大。

前面我们一直使用尖括号来引入标准头文件,现在我们也可以使用双引号了,如下所示:
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
stdio.h 和 stdlib.h 都是标准头文件,它们存放于系统路径下,所以使用尖括号和双引号都能够成功引入;而我们自己编写的头文件,一般存放于当前项目的路径下,所以不能使用尖括号,只能使用双引号。

当然,你也可以把当前项目所在的目录添加到系统路径,这样就可以使用尖括号了,但是一般没人这么做,纯粹多此一举,费力不讨好。
关于系统路径和当前路径,还有更多的细节需要读者了解,我们将在《细说C语言头文件的路径》一文中深入探讨。
在以后的编程中,大家既可以使用尖括号来引入标准头文件,也可以使用双引号来引入标准头文件;不过,我个人的习惯是使用尖括号来引入标准头文件,使用双引号来引入自定义头文件(自己编写的头文件),这样一眼就能看出头文件的区别。

关于 #include 用法的注意事项:
  • 一个 #include 命令只能包含一个头文件,多个头文件需要多个 #include 命令。
  • 同一个头文件可以被多次引入,多次引入的效果和一次引入的效果相同,因为头文件在代码层面有防止重复引入的机制,具体细节我们将在《防止C语言头文件被重复包含》一文中深入探讨。
  • 文件包含允许嵌套,也就是说在一个被包含的文件中又可以包含另一个文件。

#include 用法举例

我们早就学会使用 #include 引入标准头文件了,但是如何使用 #include 引入自定义的头文件呢?下面我们就通过一个例子来简单地演示一下。

本例中需要创建三个文件,分别是 main.c、my.c 和 my.h,如下图所示:
演示#include的用法

my.c 所包含的代码:
//计算从m加到n的和
int sum(int m, int n) {
    int i, sum = 0;
    for (i = m; i <= n; i++) {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

my.h 所包含的代码:
//声明函数
int sum(int m, int n);

main.c 所包含的代码:
#include <stdio.h>
#include "my.h"

int main() {
    printf("%d\n", sum(1, 100));
    return 0;
}

我们在 my.c 中定义了 sum() 函数,在 my.h 中声明了 sum() 函数,这可能与很多初学者的认知发生了冲突:函数不是在头文件中定义的吗?为什么头文件中只有声明?

「在头文件中定义定义函数和全局变量」这种认知是原则性的错误!不管是标准头文件,还是自定义头文件,都只能包含变量和函数的声明,不能包含定义,否则在多次引入时会引起重复定义错误。

此外,可能还有初学者会问,main.c 只是引入了 my.h,没有引入 my.c,程序在编译时应该找不到函数定义呀,然而当我们亲自去运行程序的时候,却发现运行结果是正确的,这是怎么回事呢?

C语言多文件编程涉及到很多细节,需要深入理解编译和链接的原理,本节我们仅做演示,不做更多讲解,有兴趣的读者请阅读《C语言多文件编程》,届时你将解开以上各种谜团。

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