窥探C语言程序的编译、链接与.h文件

概述

C语言程序从源文件经过编译、链接生成可执行文件。那么编译与链接分别做了什么？ 开发中为什么使用.h编写函数的声明？接下来使用案例说清楚为什么这样编写代码。

C语言程序的编译和链接

C语言程序从源文件到生成可执行程序需要经过编译器的预处理，汇编、编译、链接。这里简化为编译、链接两个阶段

编译：对源文件语法做检查
链接：会查找函数的具体实现并把项目中所有相关的.o目标文件、C语言函数库合并在一起生成可执行文件

我来编写一个main.c

对main.c进行编译，可以用clang或者gcc编译器都可以

$gcc -c main.c
$clang -c main.c

一旦执行编译你会发现，编译通过了，编译器只是提示一个警告

警告只是告诉main.c调用sum函数没有函数声明，那我们添加sum函数声明再次编译

perfect！编译完美通过，生成目标文件main.o。

接着问题就来了，mian.c根本就没有sum函数定义，怎么就可以编译通过呢？ 编译只是检查语法，main.c中调用sum函数并且有函数声明就没有语法问题，编译自然可以通过。

接下来你想生成可执行程序还差一步链接的操作

$gcc main.o -o main
$clang main.o -o main

报错是因为找不到main.c中的调用sum函数的定义，链接失败。 由此证明链接会查找该文件调用所有函数的定义

这次就完美了，可以编译器、链接一起来

$gcc main.c -o main
$clang main.c -o main

编译链接通过，输出执行结果21

C语言多文件开发

上面main.c调用了函数sum，在企业开发中是分文件开发，现在模拟一个场景。
A负责编写main.c， B负责编写Math.c(数学运算的一些函数)提供给A调用。

$ gcc -c main.c Math.c
$ gcc main.o Math.o -o app

执行程序app运行成功！

虽然A与B这样配合可以完成项目开发，但是会发现A调用B中的函数，需要去B的Math.c中找函数定义，并将在main.c中手动添加该函数的声明。这样做法是不合理的，Math.c是由B写的，B对它最熟悉的，对于调用者不需要这么麻烦，因此.h文件的作用就诞生了！

B除了编写Math.c，还要维护一个.h文件，将Math.c可以供外界调用的函数声明写在.h中。这样A在调用只需要在main.c中包含Math.h文件即可。即使以后B的Math.c中新增加了函数，A不需要修改代码，查看Math.h有这个函数声明直接调用就可以了。

.h文件作用是被其它文件包含，是不参与编译的。