头文件的编写

头文件的编写、我们可以将程序的扩展模块定义成弱引用。于是当我们将扩展模块和程序链接时，程序能够正常运行。当我们拿掉扩展模块时，程序也不会报错。

头文件的编写

• 15.12 static变量和函数
  • static 的使用
    • 对象：
      • 1. 修饰 全局变量或函数
        • 防止重复定义相同名称的全局变量/函数，出现报错
      • 2. 修饰 局部变量
        • 防止函数结束时，其内部数据也随之消失，但自己需要该函数内部变量的数据一直存在
    • 作用：
      • 修饰全局变量或函数时，
        • static 声明的全局变量和函数只在当前文件下起作用，其他文件（模块）不起作用
      • 修饰局部变量时
        • 被static修饰的局部变量会存储于 全局变量区
        • 注意：全局变量区 中的变量，只能被初始化（定义）一次，后面再遇到初始化的语句时，该语句失效
        • 可以让该变量在整个程序运行中一直存在，而不是在其所在的函数结束时，该变量也同样消失
    • 意义：
      • 1.隐藏
        • 防止在不同的文件里面定义了相同名称的全局变量/函数，造成麻烦
      • 2. 保持变量内容的持久性
        • 将局部变量存储到 全局数据区 。防止局部变量随着函数进程的结束而被销毁
        • 局部变量仍然只在所在的函数起作用，但是不会随着函数调用的结束而被销毁）
• 15.11 防止偷文件被重复包含
  • 解决办法：
    • 代码：
• 15.10 C语言头文件的路径
  • 当使用标准头文件时，include<stdio.h>……
  • 使用自己定义的头文件时，include “tool.h”
  • “”是先从当前文件开始查找tool.h头文件，没有找到再从系统文件开始找
  • <>跳过当前文件，直接就从系统文件开始找
  • 就记住，自己定义的头文件，使用“”引用，标准的头文件，使用<>引用即可。
• 15.9 C语言的标准库和标准头文件
• 15.8 C语言模块化编程中的头文件
  • main.c 文件和main.h文件
    • .c文件
      • 专门负责实现目的，即对函数、变量的定义
    • .h文件
      • 专门负责声明
        • 对函数和变量的声明（不定义）
        • 定义宏（包括带参 和 不带参）
        • 存放 结构体、自定义的数据类型
  • 好处
    • .c 和 .h 文件负责的内容不属于c语言的规则，但是长期以来默认遵守的习俗，方便交流
    • 可以保护版权
      • 当自己使用一组相关的变量和函数 卸载一个.c 文件中，并同时用 同名的.h文件 进行声明。
      • 这样一来，其他用户想要使用我们程序编写的功能时，就可以将.h文件提供给用户，而不告诉其具体实现的代码
• 15.7 强引用和弱引用
  • 引用：
    • 也就是对符号的使用
      • 如：
        • 第一行是对符号的定义，第二行是对符号的引用。
    • 强引用：
      • 当生成可执行程序时，发现有符号没有被定义，就会报错
    • 弱引用：
      • 当生成可执行程序时，有些符号并没有被定义，但是也不会报错
  • 强弱引用的作用
    • 弱引用：
      • 我们可以将程序的扩展模块定义成弱引用。于是当我们将扩展模块和程序链接时，程序能够正常运行。当我们拿掉扩展模块时，程序也不会报错
• 15.6 强符号和弱符号
  • 产生两个名词的原因：
    • 在编写代码的时候，可能在不同的文件中，都定义了相同的变量名、函数名。这时候在链接的时候，链接器就会一脸懵逼：a变量在两个源文件中都进行了定义，我到底该听哪一个文件的呀？
    • 为了方便链接器进行工作，程序员就设定了强符号和弱符号的概念，并且制定了规则
      • 强符号：
        • 编译器默认 函数和初始化了的全局变量是强符号
      • 弱符号：
        • 没有被初始化的全局变量是弱符号
      • 规则：
        • 1) 不允许强符号被多次定义，也即不同的目标文件中不能有同名的强符号；如果有多个强符号，那么链接器会报符号重复定义错误。
        • 2) 如果一个符号在某个目标文件中是强符号，在其他文件中是弱符号，那么选择强符号。
        • 3) 如果一个符号在所有的目标文件中都是弱符号，那么选择其中占用空间最大的一个。
• 15.5 链接的实现机理
  • 比如对于main.c 和 module.c 两个源文件来说
    • 在module.c中定义了fun（）函数，在main.c中多次调用了这个函数。
    • 我已经知道，源文件在编译生成目标文件的时候，是一个一个生成的。所以当对main.c一个源文件生成一个目标文件的时候，程序并不知道fun（）这个函数到底是个什么东西，它该怎么办。机器这时候只能在每一个需要修正的地方，标记一下。每一个需要被修正的地方都叫做重定位入口
    • 然后链接就粉墨登场了。链接会找到所有符号(变量、函数……等都是符号，是地址的助记符）的地址（扫描目标文件中的所有符号symbol）（目标文件有一个专门的section 叫做：.symtab专门来记录当前文件的所有符号）。然后将在编译的时候标记的所有重定位入口的符号都换成。即将main.c中的所有fun()的地址都换成module.c中fun()的地址。
  • 链接的工作
    • 1. 找到所有目标文件 的全部符号地址
    • 2. 将所有重定位入口都改成已经找到的真正的符号地址
      • 有专门的的重定位表记录 所有需要重定位的符号和重定位入口： .rel.text 和 .rel.data
• 15.4 链接的作用
  • 还是有些懵，先就认为，链接 这个黑匣子，让进行 多文件编程（模块化编程） 得以实现
• 15.3 目标文件&可执行文件
  • 目标文件的组织形式
    • 目标文件被划分成很多部分，每个部分叫做段（section）每一部分专门负责存放一种类型的信息
  • 可执行文件的组织形式
  • 链接
  • 目标文件和可执行文件的区别
    • 目标文件含有段表(section table)，关注 段(section)
    • 可执行文件含有程序表头（program header table），关注 (segment)
• 15.2 源代码生成可执行文件的内部机理
  • 预处理
  • 编译
  • 链接
  • 网址
    • 那些被编译器隐藏了的过程 (biancheng.net)
• 15.1 exter关键字
  • 功能：
    • 声明 一个变量或者函数
      • 声明和定义的区别：
        • 声明：有extern修饰的变量/函数。仅仅是说一下有这个变量/函数，让系统不要报错。
          • 对于函数而言，除了extern关键字声明以外，还可以用函数体来区分是定义还是声明
          • 而对于变量而言，只能通过extern来区别是声明还是定义
        • 定义：没有extern修饰的变量/函数。直接给出这个变量，并且可以赋值
    • extern 关键字用来声明全局变量和函数
      • 仅仅是声明，不需要定义（赋值），但是可以定义（赋值），不过这样写不规范。
      • 全局变量和函数的意义：
        • 除了当前这个文件可以调取 用extern 声明的变量或函数以外，这个工程（程序）下的其他文件也可以调取
  • 代码理解：
    • 变量
      • 声明
        • extern int a;
      • 定义
        • int a;
        • int a = ~;
    • 函数
      • 声明：
        • datatype function (datatype1, datatype2,……)；
        • datatype function( datatype1 name1, datatype2 name2,……)；
        • extern datatype function (datatype1, datatype2,……)；
        • extern datatype function( datatype1 name1, datatype2 name2,……)；
      • 定义
        • dataype function (datatype1 name1, ……){ function body}