头文件可以防什么错？运用头文件做声明

参考：Andrew Koenig《C 陷阱与缺陷（第二版）》4.6节

[书上的例子：file.h 和 file.c](#书上的例子：file.h 和 file.c)

[file.c 里其实有两个声明](#file.c 里其实有两个声明)

这样写的效果

直观演示

如果一个函数忘了声明，编译器把它当成返回 int 的函数照单全收，连接器对类型不匹配毫无反应。

类型错了没人管，谁来管？

书 4.6 开头给出答案：

每个外部对象只在一个地方声明。

这个地方一般就是一个头文件，所有用到它的模块都 include 这个头文件。

特别要指出的是，定义它的那个模块，也应该 include 这个头文件。

这条规则为什么能堵住这个洞？先看书是怎么用的

书上的例子：file.h 和 file.c

书里接着用 4.1 提过的 filename 例子：

一个多模块程序，每个模块都要知道同一个文件名，希望只改一处、所有模块同时更新。

第一步，建一个头文件 file.h，里面只有声明：

cpp 复制代码

extern char filename[];

第二步，所有用到 filename 的源文件，都加上：

cpp 复制代码

#include "file.h"

第三步，选一个源文件给出初值，不妨叫 file.c：

cpp 复制代码

#include "file.h"

char filename[] = "/etc/passwd";

file.c 里其实有两个声明

file.c 里的 include 展开，会看到 filename 出现了两次：

cpp 复制代码

extern char filename[];
char filename[] = "/etc/passwd";

一个声明，一个定义，堆在同一个文件里。这合法吗？

判定条件是两句：只要各声明是一致的，而且其中最多只有一个定义，这样写就合法。

extern char filename[]; 和 char filename[] = "/etc/passwd";

类型一致、定义只有一个------合法。

这样写的效果

书最后点出这样做为什么值：

头文件声明了 filename 的类型，于是每个 include 它的模块自动把类型声明对了；

file.c 定义了 filename，因为它也 include 了头文件，定义的类型自动和声明相符。

编译所有文件，filename 的类型就肯定是正确的。

声明的类型只有一份，谁也没机会抄错。

直观演示

故意让两边不一致------head.h 声明 n 是 int：

cpp 复制代码

extern int n;

conf.c 定义 n 是字符数组，但它 include 了头文件：

cpp 复制代码

#include "head.h"

char n[] = "xyz";

编译 conf.c，当场报错：

cpp 复制代码

conf.c(4): error C2040: "n":"char [0]"与"int"的间接寻址级别不同

两个冲突的声明出现在同一个编译单元里，编译器看得见两个，一比对就报 C2040。

错在编译期，程序根本没机会运行。

没头文件：同样的漂移，没人管。

把冲突拆到两个文件。d1.c：

cpp 复制代码

/* defines n as a char array */
char n[] = "xyz";

d2.c，一口咬定 n 是 int：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

extern int n;

int main(void)
{
    printf("n = %d\n", n);
    return 0;
}

编译 d1.c d2.c：零警告，链接通过，运行退出码 0，打印：

cpp 复制代码

n = 8026488

"xyz" 被当成了 8026488。这不是随机的垃圾数字------

"xyz\0" 在内存里是四个字节 78 79 7A 00，d2.c

按小端把前四个字节读成一个 int，就是 0x007A7978 = 8026488。每次运行都是这个数，地址会变，值不会。

这一组对照就是 4.6 的全部意义：

|--------------|------------------------------|
| | 声明漂移的结局 |
| 声明只有一份（头文件） | error C2040，编译期拦下 |
| 声明各抄一份（无头文件） | 编译零警告、链接通过，运行期读出 8026488 |