C语言编程之 makfile规则文库.docx

1、C语言编程之 makfile规则文库标 题: 关于makefile 0) 介绍 本文将首先介绍为什么要将你的源代码分离成几个合理的独立档案，什么时候需要分，怎么才能分的好。然后将会告诉你 GNU Make 怎样使你的编译和连接步骤自动化。 对于其它 Make 工具的用户来说，虽然在用其它类似工具时要做适当的调整，本文的内 容仍然是非常有用的。如果对你自己的编程工具有怀疑，可以实际的试一试，但请先阅 读用户手册。 1) 多文件项目 1.1为什么使用它们? 首先，多文件项目的好处在那里呢？ 它们看起来把事情弄的复杂无比。又要 header 文件，又要 extern 声明，而且如果需要查找一个文件，

2、你要在更多的文件里搜索。 但其实我们有很有力的理由支持我们把一个项目分解成小块。当你改动一行代码，编译 器需要全部重新编译来生成一个新的可执行文件。但如果你的项目是分开在几个小文件里，当你改动其中一个文件的时候，别的源文件的目标文件(object files)已经存在，所以没有什么原因去重新编译它们。你所需要做的只是重现编译被改动过的那个文件，然后重新连接所有的目标文件罢了。在大型的项目中，这意味着从很长的（几分钟到几小时）重新编译缩短为十几，二十几秒的简单调整。只要通过基本的规划，将一个项目分解成多个小文件可使你更加容易的找到一段代码。 很简单，你根据代码的作用把你的代码分解到不同的文件里。

3、当你要看一段代码时，你可以准确的知道在那个文件中去寻找它。 从很多目标文件生成一个程序包 (Library)比从一个单一的大目标文件生成要好的多。 当然实际上这是否真是一个优势则是由你所用的系统来决定的。但是当使用 gcc/ld (一个 GNU C 编译连接器) 把一个程序包连接到一个程序时，在连接的过程中，它会 尝试不去连接没有使用到的部分。但它每次只能从程序包中把一个完整的目标文件排除 在外。因此如果你参考一个程序包中某一个目标档中任何一个符号的话，那么这个目标 文件整个都会被连接进来。要是一个程序包被非常充分的分解了的话，那么经连接后， 得到的可执行文件会比从一个大目标文件组成的程序包连

4、接得到的文件小得多。 又因为你的程序是很模块化的，文件之间的共享部分被减到最少，那就有很多好处 可以很容易的追踪到臭虫，这些模块经常是可以用在其它的项目里的，同时别人也可以 更容易的理解你的一段代码是干 什么的。当然此外还有许多别的好处 1.2 何时分解你的项目 很明显，把任何东西都分解是不合理的。象“世界，你们好”这样的简单程序根本就不能分，因为实在也没什么可分的。把用于测试用的小程序分解也是没什么意思的。但一 般来说，当分解项目有助于布局、发展和易读性的时候，我都会采取它。在大多数的情 况下，这都是适用的。（所谓“世界，你们好”，既 hello world ，只是一个介绍 一种编程语言时惯

5、用的范例程序，它会在屏幕上显示一行 hello world 。是最简单 的程序。）如果你需要开发一个相当大的项目，在开始前，应该考虑一下你将如何实现它，并且生 成几个文件（用适当的名字）来放你的代码。当然，在你的项目开发的过程中，你可以 建立新的文件，但如果你这么做的话，说明你可能改变了当初的想法，你应该想想是否 需要对整体结构也进行相应的调整。 对于中型的项目，你当然也可以采用上述技巧，但你也可以就那么开始输入你的代码， 当你的码多到难以管理的时候再把它们分解成不同的档案。但以我的经验来说，开始时 在脑子里形成一个大概的方案，并且尽量遵从它，或在开发过程中，随着程序的需要而 修改，会使开发变

6、得更加容易。 1.3 怎样分解项目 先说明，这完全是我个人的意见，你可以（也许你真的会？）用别的方式来做。这会触 动到有关编码风格的问题，而大家从来就没有停止过在这个问题上的争论。在这里我只是给出我自己喜欢的做法（同时也给出这么做的原因）： i) 不要用一个 header 文件指向多个源码文件（例外：程序包 的 header 文件）。用一个 header定义一个源码文件的方式 会更有效，也更容易查寻。否则改变一个源文件的结构（并且 它的 header 文件）就必须重新编译好几个文件。 ii) 如果可以的话，完全可以用超过一个的 header 文件来指向同 一个源码文件。有时将不可公开调用的函数

7、原型，类型定义 等等，从它们的源码文件中分离出来是非常有用的。使用一 个 header 文件装公开符号，用另一个装私人符号意味着如果 你改变了这个源码文件的内部结构，你可以只是重新编译它而 不需要重新编译那些使用它的公开 header 文件的其它的源文 件。 iii) 不要在多个 header 文件中重复定义信息。 如果需要， 在其中一个 header 文件里 #include 另一个，但 是不要重复输入相同的 header 信息两次。原因是如果你 以后改 变了这个信息，你只需要把它改变一次，不用搜索并改变另外一 个重复的信 息。 iv) 在每一个源码文件里， #include 那些声明了源码

8、文件中的符 号的所有 header 文件。这样一来，你在源码文件和 header 文件对某些函数做出的矛盾声明可以比较容易的被编译器发现。 1.4 对于常见错误的注释 a) 定义符 (Identifier) 在源码文件中的矛盾：在里，变量和函数的缺 省状态是公用的。因此，任何源码档案都可以引用存在于其它源 码档中的通用 (global) 函数和通用变量，既使这个档案没有那个变 量或函数的声明或原型。因此你必须保证在不 同的两个档案里不能 用同一个符号名称，否则会有连接错误或者在编译时会有警告。 一种避免这种错误的方法是在公用的符号前加上跟其所在源文件有 关的前缀。比如： 所有在 gfx.c 里

9、的函数都加上前缀“gfx_”。如果 你很小心的分解你的程序，使用有 意义的函数名称，并且不是过分 使用通用变量，当然这根本就不是问题。 要防止一个符号在它被定义的源文件以外被看到，可在它的定义前 加上关键字 “static”。这对只在一个档案内部使用，其它档案都 都不会用到的简单函数是很有用的。 b) 多次定义的符号： header 档会被逐字的替换到你源文件里 #include 的位置的。 因此，如果 header 档被 #include 到一个以上的源文件 里，这个 header 档中所有 的定义就会出现在每一个有关的源码文件 里。这会使它们里的符号被定义一次以上， 从而出现连接错误（见

10、上）。 解决方法： 不要在 header 档里定义变量。你只需要在 header 档里声明它们然后在 适当的源码文件（应该 #include 那个 header 档的那个）里定义它们（一次）。对于初学者来说，定义和声明是 很容易混淆的。声明的作用是告诉编译器其所声明的符 号应该存在， 并且要有所指定的类型。但是，它并不会使编译器分配贮存空间。 而定 义的做用是要求编译器分配贮存空间。当做一个声明而不是做 定义的时候，在声明前放一个关键字“extern”。 例如，我们有一个叫“counter”的变量，如果想让它成为公用的， 我们在一个源码程 序（只在一个里面）的开始定义它：“int counte

11、r;”，再在相关的 header 档里声明 它：“extern int counter;”。 函数原型里隐含着 extern 的意思，所以不需顾虑这个问题。 c) 重复定义，重复声明，矛盾类型： 请考虑如果在一个源码文件中 #include 两个档 a.h 和 b.h， 而 a.h 又 #include 了 b.h 档（原因是 b.h 档定义了一些 a.h 需要的类型），会发生什么事呢？这时该 源码文件 #include 了 b.h 两次。因此每一个在 b.h 中的 #define 都发生了两 次，每一 个声明发生了两次，等等。理论上，因为它们是完全一样的拷贝， 所以应该 不会有什么问题，但在

12、实际应用上，这是不符合的语法 的，可能在编译时出现错误，或至少是警告。 解决的方法是要确定每一个 header 档在任一个源码文件中只被包 含了一次。我们一 般是用预处理器来达到这个目的的。当我们进入 每一个 header 档时，我们为这个 header 档 #define 一个巨集 指令。只有在这个巨集指令没有被定义的前提下，我们 才真正使用 该 header 档的主体。在实际应用上，我们只要简单的把下面一段 码放在 每一个 header 档的开始部分： #ifndef FILENAME_H #define FILENAME_H 然后把下面一行码放在最后： #endif 用 header 档

13、的档名（大写的）代替上面的 FILENAME_H，用底线 代替档名中的点。有些人喜欢在 #endif 加上注释来提醒他们这个 #endif 指的是什么。例如： #endif /* #ifndef FILENAME_H */ 我个人没有这个习惯，因为这其实是很明显的。当然这只是各人的 风格不同，无伤大雅。 你只需要在那些有编译错误的 header 档中加入这个技巧，但在所 有的 header 档中都加入也没什么损失，到底这是个好习惯。1.5 重新编译一个多文件项目 清楚的区别编译和连接是很重要的。编译器使用源码文件来产生某种 形式的目标文件 (object files)。在这个过程中，外部的符号

14、参考并 没有被解释或替换。然后我们使用连接器来连接这些目标文件和一些 标准的程序包再加你指定的程序包，最后连接生 成一个可执行程序。 在这个阶段，一个目标文件中对别的文件中的符号的参考被解释，并 报告不能被解释的参考，一般是以错误信息的形式报告出来。 基本的步骤就应该是，把你的源码文件一个一个的编译成目标文件的格 式，最后把所 有的目标文件加上需要的程序包连接成一个可执行文件。 具体怎么做是由你的编译器 决定的。这里我只给出 gcc （GNU C 编译 器）的有关命令，这些有可能对你的非 gcc 编译器也适用。 gcc 是一个多目标的工具。它在需要的时候呼叫其它的元件（预处理 程序，编译器，

15、组合程序，连接器）。具体的哪些元件被呼叫取决于 输入文件的类型和你传递给它的 开关。 一般来说，如果你只给它源码文件，它将预处理，编译，组合所有 的文件，然后把 所得的目标文件连接成一个可执行文件（一般生成的 文件被命名为 a.out ）。你当然 可以这么做，但这会破坏很多我们 把一个项目分解成多个文件所得到的好处。 如果你给它一个 -c 开关，gcc 只把给它的文件编译成目标文件， 用源码文件的文件 名命名但把其后缀由“.c”或“.cc”变成“.o”。 如果你给它的是一列目标文件， gcc 会把它们连接成可执行文件， 缺省文件名是 a.out 。你可以改变缺省名，用开 -o 后跟你指定 的文

16、件名。因此，当你改变了一个源码文件后，你需要重新编译它： gcc -c filename.c 然后 重新连接你的项目： gcc -o exec_filename *.o。 如果你改变了一个 header 档， 你需要重新编译所有 #include 过 这个档的源码文件，你可以用 gcc -c file1.c file2.c file3.c 然后象上边一样连接。 当然这么做是很繁琐的，幸亏我们有些工具使这个步骤变得简单。 本文的第二部分就 是介绍其中的一件工具：GNU Make 工具。 （好家伙，现在才开始见真章。您学到点儿东西没？） 2) GNU Make 工具 2.1 基本 makefile 结构 GNU Make 的主要工作是读进一个文本文件， makefile 。这个文 件里主要是有关哪些 文件（target目的文件）是从哪些别的 文件（dependencies依靠文