C语言中的include很简单,但不是你想象中的简单。 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?
#include#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#include "user_header.h"// bala bala
# define DET_START_SEC_VAR_INIT_UNSPECIFIED# include "MemMap.h"
# define DET_STOP_SEC_VAR_INIT_UNSPECIFIED# include "MemMap.h"
# define DET_START_SEC_VAR_NOINIT_8BIT# include "MemMap.h"
# define DET_STOP_SEC_VAR_NOINIT_8BIT# include "MemMap.h" 还有这样用的
#define STRUCT_GEN_START
#include "defines.h"#include "param_gen.h"
#include "defines.h"#include "param_gen.h"
#include "defines.h"#include "param_gen.h"
#include "defines.h"#include "param_gen.h"
#include "defines.h"#include "param_gen.h"
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:
A source file together with all the headers and source files included via the preprocessing directive #include is known as a preprocessing translation unit. After preprocessing, a preprocessing translation unit is called a translation unit.
ISO/IEC 9899:1999 (E)
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。
// 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.hextern int add(int a, int b);
// minus.cint 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){ int e = multiply(2,2); return 0;} 甚至,这样也行
// main.c#include "devide.fxxk"
int main(void){ int f = 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.cint main(void){ #include "squel.xx" int g = squel(2,2); return 0;}好家伙,这么下去,我是不是可以这么干
// data.txt1,2,3,4,5,6,7,8,9
// main.cint 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
# 0 ".\main.c"# 0 ""# 0 "<命令行>"# 1 ".\main.c"
# 1 "add.h" 1extern int add(int a, int b);# 3 ".\main.c" 2# 1 "minus.c" 1int minus(int a, int b){ return a-b;}# 4 ".\main.c" 2
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#include "add.h"#include "minus.c"#include "minus.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
#ifndef _MINUS_#define _MINUS_int minus(int a, int b){ return a-b;}#endif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
我想定义一些内容条目,这些条目分别对应不同的内存地址,不同的长度,以后有需要还可以继续从后面添加就这样:
entry name | address | size |
ID_DATA1 | 0 | 8 |
ID_DATA2 | 8 | 8 |
ID_DATA3 | 16 | 16 |
... |
可以在一个头文件里面做这样的定义
// defines.h#ifdef ENTRY_ID #define ENTRY(id,addr,size) id, #undef ENTRY #undef ENTRY_ID#endif
#ifdef ENTRY_ADDR #define ENTRY(id,addr,size) addr, #undef ENTRY #undef ENTRY_ADDR#endif
#ifdef ENTRY_SIZE #define ENTRY(id,addr,size) size, #undef ENTRY #undef ENTRY_SIZE#endif 接着在C文件里面这么玩
// memory.c#define ALL_ENTRIES() ENTRY(ID_DATA1, 0, 8) ENTRY(ID_DATA2, 8, 8) ENTRY(ID_DATA3, 16, 16) ENTRY(ID_DATA4, 32, 8)
#define ENTRY_ID#include "defines.h"typedef enum{ ALL_ENTRIES() MEM_ID_MAX} MEM_ID;
#define ENTRY_ADDR#include "defines.h"const uint32_t mem_addr[] ={ ALL_ENTRIES()};
#define ENTRY_SIZE#include "defines.h"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。 其实,对上面的做法,我还做了优化,写在了这两篇文章中,X-MACRO是个很酷的玩法哦,欢迎查阅和讨论。
审核编辑:汤梓红
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