C語言中的include很簡單,但不是你想象中的簡單。
你對#include的認識是不是只停留在包含頭文件的認知中,好像也沒有別的用處,小小東西也翻不起什么風浪?
#include <stdio.h>#include "user_header.h"
我之前也一直這么認為的,直到我看了某些大神寫的代碼,后來我還特意查閱了C99標準。
# 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"
#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"
其實,簡單來說,#include就是“包含”某個文件的意思,但這個“包含”,不能將思維限死在“頭文件”這個概念中,而應該有更多的想象!
#include在C語言中,算是預編譯指令(preprocessing directive)范疇,而預編譯指令在C語言就是一個大學問了。
但是,我們先不要被這個“預編譯指令”名稱繞暈。上文,我們提到了頭文件這個概念,當然我們也知道還有一個叫源文件的概念。這些我就不解釋了。但是,在C99標準中有一段這樣的話,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.
簡單地理解,一個source file和一些由#include包含著的headers和source files,通過預編譯后,變成一個叫translation unit的東西。
從這里可以看出來,#include不但可以包含headers,還可以包含source files。
所以,我下面這個#include "add.h"和#include "minus.c"都是正確的,編譯一點問題都沒有。
#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;}
extern int add(int a, int b);
int minus(int a, int b){ return a-b;}
不妨將腦洞開大一點,除了*.h和*.c文件,我還可以include點別的么?答:可以。例如
#include "multiply.txt"
int main(void){ int e = multiply(2,2); return 0;}
#include "devide.fxxk"
int main(void){ int f = devide(2,2); return 0;}
繼續(xù)啊,#include不是放在文件上方,放中間行么。當然
int main(void){ #include "squel.xx" int g = squel(2,2); return 0;}
int arr[] = { #include "data.txt"}
int main(void){ return 0;}
然后,你又好奇了,能不能將data.txt換成二進制形式的data.bin?
呵呵,這種不行,編譯器在預編譯階段只認得是text文本才行。
你不是說這是個預編譯指令嗎,我很好奇,#include預編譯后成啥樣子的?
這好辦,動動手指頭,一個gcc -E命令即可搞定。就以上面第一個例子,命令行執(zhí)行gcc ./main.c -E -o main.i
# 0 ".\\main.c"# 0 "<built-in>"# 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內(nèi)容直接include進來。就這么簡單粗暴。
我見過有人這么寫代碼的,還TM的一整個團隊是這么做的。
將整個所以.h文件全部包含在一個includes.h的頭文件中,然后在其他.c文件里面,就直接#include "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"...
從上面的分析看,#include就是將它后面包含的頭文件源文件,全部展開哦。
帶來的最直接的感受是,編譯過程慢!includes.h里包含得越多就越慢!
另外一個隱含的問題是,會造成include里的內(nèi)容混亂,頭文件里的內(nèi)容全部是全局的了。
不過,在介紹新玩法之前,得想個問題,如果一個頭文件,重復包含多次會怎樣?
也許,你會回答,我是不允許出現(xiàn)這種情況的,就算出現(xiàn)這種情況,我也可以用#ifdef...#endif這種方式規(guī)避。
如果你是應屆生面試,這樣回答,面試官也許是點點頭說你有點經(jīng)驗的。
因為重復include,就相當于把頭文件重復展開了多次,C語言中有些定義是不允許重復多次的。例如,上面的例子
#include "add.h"#include "minus.c"#include "minus.c"
這樣是有問題的,因為上面相當于重復定義了兩次int minus(int a, int b)函數(shù)了。
In file included from .\main.c:4:minus.c:1:5: 錯誤:‘minus’重定義 1 | int minus(int a, int b) | ^~~~~
#ifndef _MINUS_#define _MINUS_int minus(int a, int b){ return a-b;}#endif
嗯,但是,我不是想說這個,我真的想說重復include有意想不到的好處呢。
將Memory的物理地址映射到自定義邏輯地址
邏輯地址按Memory的Block對齊,邏輯地址從0開始
用戶數(shù)據(jù)按邏輯地址分配
應用接口按實際內(nèi)容大小操作
底層接口根據(jù)邏輯地址對齊讀寫Memory
我想定義一些內(nèi)容條目,這些條目分別對應不同的內(nèi)存地址,不同的長度,以后有需要還可以繼續(xù)從后面添加就這樣:
| entry name |
address
|
size
|
| ID_DATA1 |
0
|
8
|
| ID_DATA2 |
8
|
8
|
| ID_DATA3 |
16
|
16
|
...
|
|
|
#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
#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()};
別急,這樣做的好處是enum的ID順序跟addr和size是一一對應的,不會錯亂,另一個好處是,可以隨便在ALL_ENTRIES()下面擴展條目,也不影響ID的對應關系。
如果用結構體去定義的話,也很好,但是會增加數(shù)組遍歷時間,如果是很龐大的條目數(shù)的話,這個效率問題就要考慮了。
其實,對上面的做法,我還做了優(yōu)化,寫在了這兩篇文章中,X-MACRO是個很酷的玩法哦,歡迎查閱和討論。
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