C语言中的include很简单,但不是你想象中的简单。(如果你不想看以下文字内容,可以查看本文对应的视频版)
你对#include的认识是不是只停留在包含头文件的认知中,好像也没有别的用处,小小东西也翻不起什么风浪?
可以在一个头文件里面做这样的定义
// bala bala
#include就是包含头文件用的,不是吗?!
我之前也一直这么认为的,直到我看了某些大神写的代码,后来我还特意查阅了C99标准。
人家是这么用的
还有这样用的
当时,看得我一愣一愣的……
其实,简单来说,#include就是“包含”某个文件的意思,但这个“包含”,不能将思维限死在“头文件”这个概念中,而应该有更多的想象!#include在C语言中,算是预编译指令(preprocessing directive)范畴,而预编译指令在C语言就是一个大学问了。但是,我们先不要被这个“预编译指令”名称绕晕。上文,我们提到了头文件这个概念,当然我们也知道还有一个叫源文件的概念。这些我就不解释了。但是,在C99标准中有一段这样的话,需要研究下:简单地理解,一个source file和一些由#include包含着的headers和source files,通过预编译后,变成一个叫translation unit的东西。 从这里可以看出来,#include不但可以包含headers,还可以包含source files。 所以,我下面这个#include "add.h"和#include "minus.c"都是正确的,编译一点问题都没有。Asourcefiletogetherwithalltheheadersandsourcefilesincludedviathepreprocessingdirective#includeisknownasapreprocessingtranslationunit.Afterpreprocessing,apreprocessingtranslationunitiscalledatranslationunit.
ISO/IEC 9899:1999 (E)
//main.c
#include "add.h"
#include "minus.c"
int add(int a, int b)
{
return a+b;
}
int main(void)
{
int c = add(1,2);
int d = minus(2-1);
return 0;
}
//add.h
externintadd(inta,intb);
//minus.c
int minus(int a, int b)
{
return a-b;
}
不妨将脑洞开大一点,除了*.h和*.c文件,我还可以include点别的么?答:可以。例如
//main.c
#include"multiply.txt"
int main(void)
{
inte=multiply(2,2);
return 0;
}
甚至,这样也行
//main.c
#include"devide.fxxk"
int main(void)
{
intf=devide(2,2);
return 0;
}
继续啊,#include不是放在文件上方,放中间行么。当然
//main.c
int main(void)
{
#include"squel.xx"
intg=squel(2,2);
return 0;
}
好家伙,这么下去,我是不是可以这么干
//data.txt
1,2,3,4,5,6,7,8,9
//main.c
int arr[] =
{
#include "data.txt"
}
int main(void)
{
return 0;
}
然后,你又好奇了,能不能将data.txt换成二进制形式的data.bin?呵呵,这种不行,编译器在预编译阶段只认得是text文本才行。好吧……你不是说这是个预编译指令吗,我很好奇,#include预编译后成啥样子的?这好办,动动手指头,一个gcc -E命令即可搞定。就以上面第一个例子,命令行执行gcc ./main.c -E -o main.i
extern int add(int a, int b);
int minus(int a, int b)
{
return a-b;
}
int add(int a, int b)
{
return a+b;
}
int main(void)
{
int c = add(1,2);
int d = minus(2-1);
return 0;
}
看到了吧,#include就是把它后面的文件内容直接include进来。就这么简单粗暴。那么#include在C语言中是不是很简单?你说呢!我见过有人这么写代码的,还TM的一整个团队是这么做的。将整个所以.h文件全部包含在一个includes.h的头文件中,然后在其他.c文件里面,就直接#include "includes.h"。
// includes.h
#include "adc.h"
#include "uart.h"
#include "spi.h"
#include "iic.h"
#include "dma.h"
#include "pwm.h"
#include"pin.h"
#include "led.h"
#include "os.h"
#include "timer.h"
...
真TM的简便。我第一次见到这玩意,简直是惊呆了,还有这种操作。不好吗?有什么不好?多简洁啊!从上面的分析看,#include就是将它后面包含的头文件源文件,全部展开哦。简洁?你问过编译器啥感受么?带来的最直接的感受是,编译过程慢!includes.h里包含得越多就越慢!另外一个隐含的问题是,会造成include里的内容混乱,头文件里的内容全部是全局的了。我绝对不推荐这种玩法的。因为,预编译还有更好玩的玩法。不过,在介绍新玩法之前,得想个问题,如果一个头文件,重复包含多次会怎样?也许,你会回答,我是不允许出现这种情况的,就算出现这种情况,我也可以用#ifdef...#endif这种方式规避。如果你是应届生面试,这样回答,面试官也许是点点头说你有点经验的。因为重复include,就相当于把头文件重复展开了多次,C语言中有些定义是不允许重复多次的。例如,上面的例子
// main.c
这样是有问题的,因为上面相当于重复定义了两次int minus(int a,int b)函数了。
In file included from .main.c:4:
minus.c:1:5: 错误:‘minus’重定义
1 | int minus(int a, int b)
| ^~~~~
如果将minus.c改成这样就行了
int minus(int a, int b)
{
return a-b;
}
这个简单啊,我也会啊。嗯,但是,我不是想说这个,我真的想说重复include有意想不到的好处呢。这就不得不提下,我以前写的X-MACRO大法了。以下是一个MEMORY字段分配的设想:-
将Memory的物理地址映射到自定义逻辑地址
-
逻辑地址按Memory的Block对齐,逻辑地址从0开始
-
用户数据按逻辑地址分配
-
应用接口按实际内容大小操作
-
底层接口根据逻辑地址对齐读写Memory
entry name | address | size |
ID_DATA1 | 0 | 8 |
ID_DATA2 | 8 | 8 |
ID_DATA3 | 16 | 16 |
... |
// defines.h
接着在C文件里面这么玩
//memory.c
ENTRY(ID_DATA1, 0, 8)
ENTRY(ID_DATA2, 8, 8)
ENTRY(ID_DATA3, 16, 16)
ENTRY(ID_DATA4, 32, 8)
typedef enum
{
ALL_ENTRIES()
MEM_ID_MAX
} MEM_ID;
const uint32_t mem_addr[] =
{
ALL_ENTRIES()
};
const uint16_t mem_size[] =
{
ALL_ENTRIES()
};
你也许会反问我,定义一个结构体不就搞定了吗?别急,这样做的好处是enum的ID顺序跟addr和size是一一对应的,不会错乱,另一个好处是,可以随便在ALL_ENTRIES()下面扩展条目,也不影响ID的对应关系。如果用结构体去定义的话,也很好,但是会增加数组遍历时间,如果是很庞大的条目数的话,这个效率问题就要考虑了。
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原文标题:C语言的include没你想的那么简单(图文版)
文章出处:【微信号:embedded_sw,微信公众号:嵌入式软件实战派】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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