对于很多半路出家的程序员来说，很多基础的事情反而不知道怎么办。类似全局变量、局部变量、函数声明、函数定义之类的。
一、头文件（.h文件）的作用
头文件在C语言中扮演着至关重要的角色，它们主要用于声明函数、宏定义、类型定义和全局变量，以便在多个源文件中共享这些声明。以下是头文件中常见的内容：
1.1 宏定义
宏定义用于在编译时替换代码中的文本，常用于条件编译和常量定义。
1.2 类型定义
自定义类型可以通过typedef在头文件中定义，以提高代码的可读性和可维护性。
1.3 函数声明
函数声明通常放在头文件中，而定义则放在源文件中。这样可以确保在多个文件中调用同一个函数时，编译器能够找到正确的函数原型，而链接器则能够找到正确的函数实现。
1.4 外部变量声明
虽然全局变量的声明可以放在头文件中，但通常不推荐这样做，因为这会导致变量在多个文件中被定义，从而引发链接错误。
// example.h
#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H
/******************************************************************************
* #define
******************************************************************************/
#define AAA 1
/******************************************************************************
* typedef structs & unions & enums
******************************************************************************/
typedef enum
{
ENUM_A = 0,
ENUM_B = 1,
ENUM_C = 2
} E_Type;
typedef struct
{
int8 exampleVa;
int * examplePo;
}EXAMPLE_PACKAGE;
/******************************************************************************
* Function prototypes. Physically declared in c-file
******************************************************************************/
void exampleFunction(void);
/******************************************************************************
* extern declarated data. Physically declared in c-file
******************************************************************************/
extern int Example_A;
#endif
二、变量定义的位置
在C语言中，变量的定义位置是一个需要仔细考虑的问题。
2.1 全局变量
全局变量应该定义在.c文件中，并且在.h文件中使用extern关键字声明，以避免在多个文件中重复定义。
2.2 静态全局变量
如果全局变量只在单个文件中使用，可以将其定义为静态的，以限制其作用域。
2.3 局部变量
局部变量应该定义在函数内部，它们的作用域仅限于定义它们的函数。
// example.c
/******************** Dependent Include files here **********************/
#include "example.h"
/******************************************************************************
* Global data declarations external declared in h-file
******************************************************************************/
int Example_A = 10;
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/* Static Global Variables */
/*----------------------------------------------------------------------------*/
static int staticVar = 20;
/******************************************************************************
* Global functions external declared in h-file
******************************************************************************/
void exampleFunction(void)
{
/* local varialble */
int localVar = 30;
if()
{}
}
三、 结构化编程的最佳实践
3.1 模块化
将程序分解成模块，每个模块负责特定的功能，并通过头文件和源文件来组织。
3.2 封装
使用函数和数据结构来封装实现细节，只通过头文件暴露必要的接口。
3.3 代码复用
通过头文件共享函数和宏定义，减少代码重复，提高复用性。
3.4 可维护性
合理组织代码结构，使得代码易于理解和维护。
通过遵循这些实践，C语言程序的架构将更加清晰，代码的质量和开发效率也将得到提升。在设计C语言程序时，开发者应该始终考虑到程序的可读性、可维护性和扩展性，以构建健壮和高效的软件系统。
四、函数的声明与定义
在C语言中，函数的声明和定义是两个不同的概念，它们在程序中扮演着不同的角色。
4.1 函数声明
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型以及参数列表，但不包含函数的具体实现。这允许在编译时进行类型检查，并允许在其他文件中调用该函数。
4.2 函数定义
函数定义则包含了函数的具体实现，即函数体。它定义了函数的具体行为，包括函数体中的所有逻辑和操作。
4.3 函数声明与定义的关系
函数声明通常放在头文件中，而定义则放在源文件中。这样可以确保在多个文件中调用同一个函数时，编译器能够找到正确的函数原型，而链接器则能够找到正确的函数实现。
// example.h
#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H
// ... 其他声明 ...
// 函数声明
int addNumbers(int a, int b);
#endif
// example.c
#include "example.h"
// 函数定义
int addNumbers(int a, int b) {
return a + b;
}
五、预处理器指令
预处理器指令在C语言中用于处理源代码中的特定指令，如宏定义、条件编译等。
5.1 宏定义
宏定义可以通过预处理器指令#define实现，它允许在编译时替换文本。
5.2 文件包含保护
为了防止头文件被多次包含，通常使用预处理器指令#ifndef、#define和#endif来实现文件包含保护。
5.3 条件编译
预处理器还可以用来根据条件编译代码，例如使用#ifdef、#ifndef、#if、#endif等指令。
// example.h
#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H
// ... 其他声明 ...
#ifdef DEBUG
#define LOG(msg) printf("DEBUG: " msg "\n")
#else
#define LOG(msg)
#endif
#endif
六、内存管理
C语言提供了手动内存管理的能力，这对于性能优化和资源控制至关重要。
6.1 动态内存分配
使用malloc、calloc、realloc和free等函数进行动态内存分配和释放。
6.2 内存泄漏
开发者需要小心管理动态分配的内存，以避免内存泄漏。
6.3 内存访问错误
确保访问的内存是有效的，避免越界访问和野指针问题。
#include <stdlib.h>
int* createArray(int size) {
int* array = (int*)malloc(size * sizeof(int));
if (array == NULL) {
// 处理内存分配失败
}
return array;
}
void freeArray(int* array) {
free(array);
}
七、错误处理
C语言中的错误处理通常依赖于返回值和错误码。
7.1 返回值
函数可以通过返回特定的值来指示成功或失败的状态。
7.2 错误码
在更复杂的系统中，可以使用错误码来提供更详细的错误信息。
7.3 异常处理
在C语言中，异常处理并不是像在一些高级语言（如Java或C#）中那样直接支持的。C语言没有内置的异常处理机制，如try-catch-finally块。然而，C语言提供了一组宏和函数，允许程序员模拟异常处理的行为。这主要通过setjmp和longjmp函数来实现。
setjmp和longjmp函数
-
setjmp：这个函数用于保存当前的程序执行环境（包括程序计数器和其他寄存器）到一个
jmp_buf类型的变量中。这个环境稍后可以被longjmp函数恢复。 -
longjmp：这个函数用于恢复之前由
setjmp保存的程序执行环境，从而“跳回”到setjmp调用的位置，并从那里继续执行。longjmp函数的第二个参数是一个整数，用于指示跳转后的行为。如果这个值非零，longjmp会导致程序退出并返回该值作为setjmp的返回值；如果为零，程序将正常继续执行。
使用setjmp和longjmp进行异常处理
-
设置环境：首先，你需要一个
jmp_buf变量来保存程序的状态。然后，调用setjmp并将这个变量传递给它。 -
可能引发异常的代码：在
setjmp调用之后，你可以放置可能引发异常的代码。 -
处理异常：如果检测到错误或异常条件，你可以调用
longjmp并传递之前保存的jmp_buf和状态码。
示例代码
#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>
jmp_buf env;
int divide(int a, int b) {
if (b == 0) {
longjmp(env, 1); // 引发异常，状态码为1
}
return a / b;
}
int main() {
if (setjmp(env) == 0) {
// 正常执行
int result = divide(10, 0);
printf("Result: %d\n", result);
} else {
// 异常处理
printf("Division by zero error.\n");
}
return 0;
}
在这个例子中，如果divide函数中的除数b为0，它将通过longjmp引发一个异常。setjmp在main函数中被调用，并且没有参数，表示这是正常的程序执行路径。如果longjmp被调用，程序将跳回到setjmp的位置，并且setjmp将返回非零值（在这个例子中是1），表示异常已经被触发。
注意事项
-
使用
setjmp和longjmp进行异常处理时，需要注意它们只能在非局部跳转中使用，即不能用于跳出包含它们的函数。 -
longjmp调用后，只有在setjmp调用之后分配的变量才会被销毁，setjmp之前的变量状态将被恢复。 -
频繁使用
setjmp和longjmp可能会使代码难以理解和维护，因此应谨慎使用。 -
longjmp不清理由malloc分配的内存，所以如果使用动态内存分配，需要在longjmp之前手动释放内存。
尽管setjmp和longjmp提供了一种模拟异常处理的方法，但它们并不是真正的异常处理机制，使用时需要特别注意。在现代C编程实践中，更倾向于使用其他错误处理技术，如返回错误码、使用错误处理库等。
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