C语言多文件编译链接为1个可执行文件的简单原理

参考1：C header files and compilation/linking
参考2：计算机系统基础（一）袁春风（符号链接部分）

我们现在有一个简单的工程，有这么几个文件

1.t1.h

extern int x;void tt();

t1.c

#include "t1.h"int x;void tt(){x = 100;
}

main.c

#include <stdio.h>
#include "t1.h"int main(){tt();printf("x = %d\n",x);return 0;
}

现在，我们依次来看一下

头文件和 C源文件如何联系在一起
多文件如何变成1个可执行目标文件

预处理，组合头文件与包含它的C源文件

在32位Linux系统中。

我们执行gcc -E t1.c -o t1.i，对源程序进行预处理，将头文件包含进来。

所谓预处理，就是将预编译命令处理掉，比如，把头文件的内容拷贝到C源文件中，因此，我们就能够理解.h和.c文件中全部变量的关系了，我们看一下生成的文件内容

# 1 "t1.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 31 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 32 "<command-line>" 2
# 1 "t1.c"
# 1 "t1.h" 1
extern int x;void tt();
# 2 "t1.c" 2int x;void tt(){x = 100;
}

可以看到，开始有一些记录的信息，看起来应该是注释，是一些说明性信息。

然后我们看到，之前头文件的内容在这个文件里面了。如果你把它近似地看为一个源文件，你就能大概理解全局变量声明和定义，以及不要重复定义等。

对于main.c文件的预处理，道理是一样的

然后，我们将t1.i和main.i分别生成其可重定位目标文件，最后链接起来，就生成了可执行目标文件。

gcc -c t1.i -o t1.o				# 生成可重定位目标文件
gcc -c main.i -o main.o			# 生成可重定位目标文件
gcc -o main main.o t1.o			# 链接，生成可执行目标文件
./main								# 运行可执行目标文件

最后，需要说明

对于函数的声明（头文件声明、外部声明、内部声明）与定义（内部定义、外部定义）

在c源文件中进行函数声明，然后使用它，在链接的时候，这个声明的函数（但未在该文件中定义）链接器会自动在其他的可重定位目标文件中寻找其定义，如果找到了就联系起来，否则就报错。这就意味着，所有的C源文件中的函数默认都是全局的，你可以在模块1声明函数a，然后调用它，在模块2中定义函数a，之后将两个模块链接起来生成可执行文件。

好吧，每次都声明很麻烦，所以，我们在模块2对应的头文件声明，然后模块1引入头文件，这样，我们就能够进行和之前一样的操作了，你知道的，头文件在预处理的时候会被包含进入源文件，这样，其实达到了和我们手动声明一样的效果。

如果你不想让函数是全局的，那就加上static，这样，只有该源文件可以使用它了！

对于变量的定义与初始化

局部变量：只能在其{ }内使用
static变量：只能在本模块内使用
全局变量：全部都可以用
- 本模块定义
- 外部定义extern

对于本模块使用的，没得说，就是只有这个源文件能够使用这个变量！

只讨论全局变量。

extern变量，不要初始化，只声明即可！
任何初始化的全局变量，全局范围内只能初始化1次，可以定义n次，但是最终内存空间中的，就是初始化的内个变量的位置，只有一个！
头文件一般包含函数声明，全局变量的定义似乎没必要，或者说，不要在头文件定义全局变量。
全局变量最好少出现，出现一次也就够了，在不同编译器下，要求不一样。少用。 比如在Linux的gcc下，不同C源文件，可以出现多个int x弱符号，但是Windows的VS下就不允许。

因此说，使用全局变量，最好