C语言主程序如何引用外部源代码中的函数

Introduction

代码要实现比较复杂的功能时，往往会包含非常多的函数。
当我们想再向其中添加其他功能或修改一些功能时，主程序所在的源代码会越来越冗长，查找并准确地修改某功能对应的函数也变得十分困难。
这时候我们不禁希望拥有一个干净简洁的主程序，就像大树的枝干，把每一个“分支”（即不同的功能模块）集成到一个专门的源代码文件中，方便查找和修改；需要添加全新功能时，写一个新的文件包含进主程序文件即可。

下面以经典Hello wolrd为例，简要阐明如何实现这一想法 —— 在主程序中引用外部源代码中的函数。

Method

先写一个常规的 hello world，并且编译运行它：

touch hello.c //linux下终端创建源代码文件

在 hello.c 中写入

#include <stdio.h>
int main(void)
{printf("Hello World!\n");return 0;
}

用 gcc 命令编译为hello文件，然后 ./ 运行一下

Well done!

接下来，我们试图把输出“Hello world！”的这个功能封装到一个名为Hello的函数中，并且把这个函数给移到别的文件。
此时我们想要的主程序代码是这样的：

#include <stdio.h>
int main(void)
{   Hello();return 0;
}

其中，这个Hello函数定义应该是这样：

void Hello(void)
{printf("Hello world again!"); #为了区别于第一次的输出，这里加了again
}

可是怎么才能跨文件调用这个Hello函数呢？

C语言中，使用函数通常需要经过声明、定义、引用，外部文件中的函数也不例外。
所以我们首先在同一个目录下再创建另外两个文件：

touch  declaration.h  functions.c  //这是linux下的终端操作

我们现在有三个文件了：
- hello.c 主程序所在的源文件（大树的“树干”，作用是引用）
- declaration.h 专门用于声明函数的头文件（最好起个更短的名字）
- functions.c 定义函数的源文件（大树的“分支”）

写函数声明和定义

在declaration.h中声明函数Hello：

void Hello(void);

Tips：*此后每新加一个函数，就在该声明头文件中添一行即可*

在functions.c中定义函数Hello：

void Hello() #函数类型和参数都为空，要和声明对应一致
{printf("Hello world again!");
}

在hello.c中使用/引用函数Hello：

#include <stdio.h>
#include "declaration.h"  #在主函数开始前添加包含函数声明的头文件 declaration.h
int main(void)
{   Hello();  #试图调用的外部函数return 0;
}
#include "functions.c"  #包含函数定义的外部文件 functions.c

Tips:  #include < > 是从C语言标准库中查找头文件；#include " " 是从源代码所在目录中查找头文件，一般自己编写的头文件用引号。

引用要比声明和定义略显复杂，需要使用两个#include，用于包含声明函数的头文件，和定义函数的.c文件。需要特别注意的是，声明头文件必须放在main函数前面，不然会报错找不到这个函数！

运行一下试试看！

Well done!

现在我们已经知道怎么正确地在主程序中引用外部函数了，但实际应用中我们势必面临更多类型的函数，就算没多复杂，它至少会有那么几个变量。
所以我们想知道，跨文件函数中的变量要怎么定义呢？
——答案很简单，和不跨文件的一模一样！

Further example

下面的例子声明了两个变量，数组a[]在主函数外（相当于全局变量），b[]在主函数内（只在主函数内有效的局部变量）。

#include <stdio.h>
#include "declaration.h"
char a[20] = "Hello wolrd A!";  #相当于全局变量
int main(void)
{char b[20] = "Hello wolrd B!";  #相当于局部变量Hello();return 0;
}
#include "functions.c"

我们在外部函数Hello中使用这两个变量看看效果：

void Hello()
{printf(a);printf(b);printf("Hello world again!\n");
}

编译运行一下：

运行结果告诉我们，变量b没有声明（undeclared），不能使用。

把变量b也放在main函数前面就可以使用了：

hello.c

#include <stdio.h>
#include "declaration.h"
char a[20] = "Hello wolrd A!";  #相当于全局变量
char b[20] = "Hello wolrd B!";  #相当于全局变量
int main(void)
{Hello();return 0;
}
#include "functions.c"

function.c

void Hello()
{printf(a);printf(b);printf("Hello world again!\n");
}

编译运行：

事实上，使用 #include 包含外部函数文件相当于在主程序后面“续”上一段代码，大可合起来看作一个源代码。
所以，在外部函数中改变全局变量a，b的值会导致主程序中变量值的改变，新手应当注意这一点，以避免一些不易发现的错误。
我们试试：
hello.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>  #使用字符串数组函数时需要的头函数
#include "declaration.h"
char a[20] = "Hello wolrd!";  #相当于全局变量
int main(void)
{printf(a);Hello();printf(a);return 0;
}
#include "functions.c"

function.c

void Hello()
{printf(a);strcpy(a, "Goodnight world!\n"); #使用字符串copy函数，给数组a重新赋值printf(a);
}

结果会是什么呢？

Completely done !

现在你已经学会怎么修剪打理“程序树”的枝干了，开始真正的编程工作吧！