C语言的include没你想的那么简单
c语言中的include很简单，但不是你想象中的简单。 你对#include的认识是不是只停留在包含头文件的认知中，好像也没有别的用处，小小东西也翻不起什么风浪？
#include #include user_header.h// bala bala#include就是包含头文件用的，不是吗？！ 我之前也一直这么认为的，直到我看了某些大神写的代码，后来我还特意查阅了c99标准。 人家是这么用的 # 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 还有这样用的
#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
当时，看得我一愣一愣的…… 其实，简单来说，#include就是“包含”某个文件的意思，但这个“包含”，不能将思维限死在“头文件”这个概念中，而应该有更多的想象！ #include在c语言中，算是预编译指令（preprocessing directive）范畴，而预编译指令在c语言就是一个大学问了。 但是，我们先不要被这个“预编译指令”名称绕晕。上文，我们提到了头文件这个概念，当然我们也知道还有一个叫源文件的概念。这些我就不解释了。但是，在c99标准中有一段这样的话，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.
iso/iec 9899:1999 (e)
简单地理解，一个source file和一些由#include包含着的headers和source files，通过预编译后，变成一个叫translation unit的东西。 从这里可以看出来，#include不但可以包含headers，还可以包含source files。 所以，我下面这个#include add.h和#include minus.c都是正确的，编译一点问题都没有。
// main.c#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;}
// add.hextern int add(int a, int b); // minus.cint minus(int a, int b){ return a-b;} 不妨将脑洞开大一点，除了*.h和*.c文件，我还可以include点别的么？答：可以。例如 // main.c#include multiply.txt
int main(void){ int e = multiply(2,2); return 0;} 甚至，这样也行
// main.c#include devide.fxxk
int main(void){ int f = devide(2,2); return 0;} 继续啊，#include不是放在文件上方，放中间行么。当然
// main.cint main(void){ #include squel.xx int g = squel(2,2); return 0;} 好家伙，这么下去，我是不是可以这么干
// data.txt1,2,3,4,5,6,7,8,9 // main.cint arr[] = { #include data.txt}
int main(void){ return 0;} 然后，你又好奇了，能不能将data.txt换成二进制形式的data.bin？ 呵呵，这种不行，编译器在预编译阶段只认得是text文本才行。 好吧…… 你不是说这是个预编译指令吗，我很好奇，#include预编译后成啥样子的？ 这好办，动动手指头，一个gcc -e命令即可搞定。就以上面第一个例子，命令行执行gcc ./main.c -e -o main.i
# 0 .\main.c# 0 # 0 # 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内容直接include进来。就这么简单粗暴。 那么#include在c语言中是不是很简单？ 你说呢！ 我见过有人这么写代码的，还tm的一整个团队是这么做的。 将整个所以.h文件全部包含在一个includes.h的头文件中，然后在其他.c文件里面，就直接#include includes.h。
// 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... 真tm的简便。 我第一次见到这玩意，简直是惊呆了，还有这种操作。 不好吗？有什么不好？多简洁啊！ 从上面的分析看，#include就是将它后面包含的头文件源文件，全部展开哦。 简洁？你问过编译器啥感受么？ 带来的最直接的感受是，编译过程慢！includes.h里包含得越多就越慢！ 另外一个隐含的问题是，会造成include里的内容混乱，头文件里的内容全部是全局的了。 我绝对不推荐这种玩法的。 因为，预编译还有更好玩的玩法。 不过，在介绍新玩法之前，得想个问题，如果一个头文件，重复包含多次会怎样？ 也许，你会回答，我是不允许出现这种情况的，就算出现这种情况，我也可以用#ifdef...#endif这种方式规避。 如果你是应届生面试，这样回答，面试官也许是点点头说你有点经验的。 因为重复include，就相当于把头文件重复展开了多次，c语言中有些定义是不允许重复多次的。例如，上面的例子 // main.c#include add.h#include minus.c#include minus.c
这样是有问题的，因为上面相当于重复定义了两次int minus(int a, int b)函数了。
in file included from .main.c:4:minus.c:1:5: 错误：‘minus’重定义 1 | int minus(int a, int b) | ^~~~~ 如果将minus.c改成这样就行了
#ifndef _minus_#define _minus_int minus(int a, int b){ return a-b;}#endif 这个简单啊，我也会啊。 嗯，但是，我不是想说这个，我真的想说重复include有意想不到的好处呢。 这就不得不提下，我以前写的x-macro大法了。 以下是一个memory字段分配的设想：
将memory的物理地址映射到自定义逻辑地址
逻辑地址按memory的block对齐，逻辑地址从0开始
用户数据按逻辑地址分配
应用接口按实际内容大小操作
底层接口根据逻辑地址对齐读写memory
我想定义一些内容条目，这些条目分别对应不同的内存地址，不同的长度，以后有需要还可以继续从后面添加就这样：
entry name address size
id_data1 0 8
id_data2 8 8
id_data3 16 16
...
可以在一个头文件里面做这样的定义
// defines.h#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 接着在c文件里面这么玩
// memory.c#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.htypedef enum{ all_entries() mem_id_max} mem_id;
#define entry_addr#include defines.hconst uint32_t mem_addr[] ={ all_entries()};
#define entry_size#include defines.hconst uint16_t mem_size[] ={ all_entries()};
你也许会反问我，定义一个结构体不就搞定了吗？ 别急，这样做的好处是enum的id顺序跟addr和size是一一对应的，不会错乱，另一个好处是，可以随便在all_entries()下面扩展条目，也不影响id的对应关系。 如果用结构体去定义的话，也很好，但是会增加数组遍历时间，如果是很庞大的条目数的话，这个效率问题就要考虑了。 其实，对上面的做法，我还做了优化，写在了这两篇文章中，x-macro是个很酷的玩法哦，欢迎查阅和讨论。
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#include #include user_header.h// bala bala#include就是包含头文件用的，不是吗？！ 我之前也一直这么认为的，直到我看了某些大神写的代码，后来我还特意查阅了c99标准。 人家是这么用的 # 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 还有这样用的
#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
当时，看得我一愣一愣的…… 其实，简单来说，#include就是“包含”某个文件的意思，但这个“包含”，不能将思维限死在“头文件”这个概念中，而应该有更多的想象！ #include在c语言中，算是预编译指令（preprocessing directive）范畴，而预编译指令在c语言就是一个大学问了。 但是，我们先不要被这个“预编译指令”名称绕晕。上文，我们提到了头文件这个概念，当然我们也知道还有一个叫源文件的概念。这些我就不解释了。但是，在c99标准中有一段这样的话，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.
iso/iec 9899:1999 (e)
简单地理解，一个source file和一些由#include包含着的headers和source files，通过预编译后，变成一个叫translation unit的东西。 从这里可以看出来，#include不但可以包含headers，还可以包含source files。 所以，我下面这个#include add.h和#include minus.c都是正确的，编译一点问题都没有。
// main.c#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;}
// add.hextern int add(int a, int b); // minus.cint minus(int a, int b){ return a-b;} 不妨将脑洞开大一点，除了*.h和*.c文件，我还可以include点别的么？答：可以。例如 // main.c#include multiply.txt
int main(void){ int e = multiply(2,2); return 0;} 甚至，这样也行
// main.c#include devide.fxxk
int main(void){ int f = devide(2,2); return 0;} 继续啊，#include不是放在文件上方，放中间行么。当然
// main.cint main(void){ #include squel.xx int g = squel(2,2); return 0;} 好家伙，这么下去，我是不是可以这么干
// data.txt1,2,3,4,5,6,7,8,9 // main.cint arr[] = { #include data.txt}
int main(void){ return 0;} 然后，你又好奇了，能不能将data.txt换成二进制形式的data.bin？ 呵呵，这种不行，编译器在预编译阶段只认得是text文本才行。 好吧…… 你不是说这是个预编译指令吗，我很好奇，#include预编译后成啥样子的？ 这好办，动动手指头，一个gcc -e命令即可搞定。就以上面第一个例子，命令行执行gcc ./main.c -e -o main.i
# 0 .\main.c# 0 # 0 # 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内容直接include进来。就这么简单粗暴。 那么#include在c语言中是不是很简单？ 你说呢！ 我见过有人这么写代码的，还tm的一整个团队是这么做的。 将整个所以.h文件全部包含在一个includes.h的头文件中，然后在其他.c文件里面，就直接#include includes.h。
// 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... 真tm的简便。 我第一次见到这玩意，简直是惊呆了，还有这种操作。 不好吗？有什么不好？多简洁啊！ 从上面的分析看，#include就是将它后面包含的头文件源文件，全部展开哦。 简洁？你问过编译器啥感受么？ 带来的最直接的感受是，编译过程慢！includes.h里包含得越多就越慢！ 另外一个隐含的问题是，会造成include里的内容混乱，头文件里的内容全部是全局的了。 我绝对不推荐这种玩法的。 因为，预编译还有更好玩的玩法。 不过，在介绍新玩法之前，得想个问题，如果一个头文件，重复包含多次会怎样？ 也许，你会回答，我是不允许出现这种情况的，就算出现这种情况，我也可以用#ifdef...#endif这种方式规避。 如果你是应届生面试，这样回答，面试官也许是点点头说你有点经验的。 因为重复include，就相当于把头文件重复展开了多次，c语言中有些定义是不允许重复多次的。例如，上面的例子 // main.c#include add.h#include minus.c#include minus.c
这样是有问题的，因为上面相当于重复定义了两次int minus(int a, int b)函数了。
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entry name address size
id_data1 0 8
id_data2 8 8
id_data3 16 16
...
可以在一个头文件里面做这样的定义
// defines.h#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 接着在c文件里面这么玩
// memory.c#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.htypedef enum{ all_entries() mem_id_max} mem_id;
#define entry_addr#include defines.hconst uint32_t mem_addr[] ={ all_entries()};
#define entry_size#include defines.hconst uint16_t mem_size[] ={ all_entries()};
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