LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (16) - Hlavičkové soubory

Dnes probereme hlavičkové soubory a metodiku práce při psaní projektů z více zdrojových souborů. Příkaz #include <stdio.h> už pro nás přestane být jen vložením tajemného souboru, který nějakým neznámým způsobem zpřístupní některé funkce ze standardní knihovny.

17.3.2005 15:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 61140×

Hlavičkové soubory

V minulých dílech jsme si ukázali některé konstrukce jazyka, které umožní sestavit program z více zdrojových souborů. Jde zejména o hlavičky funkcí a deklarace proměnných pomocí klíčového slova extern, dále makra preprocesoru určená ke globálnímu použití a příkaz #include. Zatím jsme příliš nepřemýšleli kam nejlépe příslušnou část kódu umístit. Pokud jsme v souboru main.c užívali funkci z funkce.c, napsali jsme prostě na začátek main.c její hlavičku. V případě globálních proměnných z funkce.c jsme stejným způsobem přidali do main.c jejich extern deklaraci. Tímto způsobem se v praxi neprogramuje. Bylo by jistě nepříjemné pro každou funkci opisovat hlavičku tolikrát, v kolika souborech je použita.

Při nejčastějším způsobu práce odpovídá každému *.c souboru, který poskytuje nějaké funkce a globální proměnné, jeden *.h soubor. Název se zpravidla liší pouze příponou. V tomto *.h souboru jsou hlavičky všech funkcí určených k použití z ostatních *.c souborů, dále extern deklarace globálních proměnných a makra preprocesoru, která nějak souvisí s obsahem příslušného *.c souboru. Hlavičkový *.h soubor obsahuje i definice uživatelských typů, ale to ještě neumíme. Tento soubor se pak pomocí příkazu #include vkládá na začátek všech *.c nebo i jiných *.h souborů, které jej potřebují.

Jednoduchý příklad se dvěma *.c soubory by mohl vypadat asi takhle:

funkce.h

void funkce(void);

funkce.c

void funkce(void) {
  /* ... */
}

main.c

#include "funkce.h"

int main(void) {
  funkce();
  return 0;
}

Všimněte si, že souboru main.c v našem příkladu neodpovídá žádný main.h, neboť v main.c neposkytujeme žádné funkce ani proměnné k použití z jiných souborů.

Problémy mohou vznikat při cyklické nebo jinak složité závislosti. Mějme projekt ze tří *.c souborů: main.c, funkce.c a rutiny.c, main.c volá funkce z obou zbývajících a funkce.c a rutiny.c jsou rovněž na sobě vzájemně závislé. V tom případě vytvoříme hlavičkové soubory funkce.h a rutiny.h. Všechny tři *.c soubory můžeme zahájit příkazy

#include "funkce.h"
#include "rutiny.h"

Zatím bude vše fungovat. Horší to bude, pokud vznikne závislost i mezi *.h soubory. To se může snadno stát, pokud v funkce.h definujeme makro, které používá jiné makro z rutiny.h. V tom případě umístíme i do funkce.h příkaz

#include "rutiny.h"

Bohužel v *.c souborech bude rutiny.h inkludován celkem dvakrát, jednou přímo a jednou prostřednictvím funkce.h. To se nebude líbit překladači. V takto jednoduchém projektu z několika souborů lze vždy problém nějak obejít, inkludovat jen některé hlavičkové soubory nebo naopak inkludovat všechny v pevném pořadí a zrušit #include příkaz ve funkce.h atd., ale v praktických složitějších projektech podobné řešení často nelze provést. Je proto třeba nějak zajistit, aby se obsah *.h souboru vkládal jen jednou a to i v případě, že je příkaz #include zavolán (přímo nebo zprostředkovaně) vícekrát. Řešení není příliš obtížné:

rutiny.h

#ifndef _RUTINY_H
#define _RUTINY_H

extern int globalni_promenna;
void rutiny(void);

#endif

Takto se skutečně v praxi programuje. Soubor se vkládá pouze pokud není definováno makro s charakteristickým jménem, v opačném případě vloží preprocesor příkazem #include nanejvýš pár prázdných řádek. Pokud se obsah souboru vkládá, je prvním příkazem definice výše zmíněného makra, které zabrání opakovanému vložení. Podobným způsobem je ošetřeno určitě alespoň 99% hlavičkových souborů ze skutečných projektů, zcela jednotná není pouze metodika pojmenování makra, lišit se mohou například množstvím a umístěním podtržítek a setkáme se i s makry jako rutinyH a podobně.

Při tomto způsobu práce lze již s úspěchem psát velké projekty s vysokým stupněm vzájemné závislosti jednotlivých částí. Zdrojové *.c soubory na sobě záviset (přes volání funkce nebo použití proměnné) i cyklicky, závislost *.h souborů (použití makra nebo uživatelského typu, příkaz #include) cyklus obsahovat nesmí. Je běžné, že *.c soubor inkluduje větší množství *.h souborů stejného projektu. Nikdy by nemělo být podstatné pořadí #include příkazů a nemělo by ani vadit inkludování *.h souboru, které se nevyužije.

Popsaný způsob, kdy jednomu *.c souboru odpovídá právě jeden hlavičkový soubor, je určitě nečastější, ale setkáme se i s rozdělením funkcí, proměnných, maker a typů, které se všechny týkají jednoho *.c souboru, do více *.h, například funkce zvlášť, proměnné zvlášť atd. Poměrně běžný je i opačný přístup, kdy se naopak vše uloží do jediného hlavičkového souboru, který tak pokrývá nějaký logický celek složený z více *.c souborů. Pokud projekt obsahuje podmíněný překlad závislý na definici makra (například přítomnost ladícího kódu, platforma produktu, ...) a nechceme tuto definici předávat jako parametr překladači, je vhodné všechny volby umístit do jediného hlavičkového souboru. Ten se pak bude pomocí #include vkládat do všech ostatních souborů, které obsahují podmíněný překlad.

Příklad pro dnešní díl

Ukážeme si kompletní zdrojový kód projektu ze dvou *.c souborů a jednoho *.h. Ve funkce.c je funkce, která podle jednoduchého vzorečku sečte n přirozených čísel, a globální proměnná. Ve funkce.h je hlavička funkce a deklarace proměnné s extern. Z main.c se jen volá funkce a vypíše hodnota proměnné.

funkce.h

#ifndef _FUNKCE_H
#define _FUNKCE_H

extern int pocet_volani;

/* vrací 1 + 2 + 3 + ... + n */
int suman(int n);
#endif

funkce.c

int pocet_volani = 0;

int suman(int n) {
  pocet_volani++;
  return (n * (n + 1)) / 2;
}

main.c

#include <stdio.h>
#include "funkce.h"

int main(void) {
  printf("1 + 2 + 3 + 4 + 5 = %i\n", suman(5));
  printf("počet volání suman() = %i\n", pocet_volani);
  return 0;
}

Příklad přeložíme nejjednodušeji

gcc main.c funkce.c -o priklad

Pokračování příště

V příštím dílu se naučíme překládat s pomocí příkazu make. To je poslední věc, kterou zatím stále děláme jinak než ve skutečných projektech.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

C/C++ 17.3.2005 21:29 jan
  L Re: C/C++ 18.3.2005 07:37 Jan Němec
    L Re: C/C++ 19.3.2009 12:46 Vojtěch 'Malajda' Malášek
      L Re: C/C++ 19.3.2009 15:50 Aleš Hakl




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

27.2.2017 22:12 /František Kučera
Pozvánka na 137. sraz OpenAlt – Praha: Tentokrát jsme si pro vás připravili neobvyklou akci. Ve středu 1.3. v 17:30 nás přivítá sdružení CZ.NIC ve svých prostorách v Milešovské ulici číslo 5 na Praze 3, kde si pro nás připravili krátkou prezentaci jejich činnosti. Následně navštívíme jejich datacentrum pod Žižkovskou věží. Provedou nás prostory, které jsou běžnému smrtelníkovi nedostupné!
Po ukončení prohlídky se všchni odebereme do hostince U vodoucha, Jagelonská 21, Praha 3 pochutnat si na některém z vybraných piv či dát si něco na zub. Rezervaci máme od 19:30, heslo je OpenAlt.
Ale pozor! Do prostor datového centra máme omezený přístup, dostane se tam pouze 10 lidí! Takže kdo přijde dříve, ten má přednost, a občanky s sebou! Kdo nebude chtít na prohlídku datového centra, může se pomalu přesunout do hostince U vodoucha a u nepřeberné nabídky piv počkat na ostatní.
Přidat komentář

18.1.2017 0:49 /František Kučera
Členové a příznivci spolku OpenAlt se pravidelně schází v Praze a Brně. Fotky z pražských srazů za uplynulý rok si můžete prohlédnout na stránkách spolku. Příští sraz se koná už 19. ledna – tentokrát je tématem ergonomie ovládání počítače – tzn. klávesnice, myši a další zařízení. Také budete mít příležitost si prohlédnout pražský hackerspace Brmlab.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

1.8.2017 7:32 / Cassidy
structural consultants

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

26.7.2017 21:12 / Jaromir Obr
Podminka

15.6.2017 9:34 / Ondřej Havlas
php,

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze