用 make & C 搞清楚多文件编译

Question

对于一个项目，我正在与一位合作伙伴一起编写决策树实现。由于我们俩都是 C 的新手并且必须快速工作，因此我们基本上将所有功能转储到一个文件中，最终超过 1600 行。这是一个快速而肮脏的项目，但现在下一个任务让我们负责扩展和重新实现代码。在目前的情况下，这不会发生。

现在，我正在根据功能责任分解原始来源。问题是，许多功能交织在一起，我的 make 文件出现了重大错误。更具体地说，其他源文件正在报告在单独文件中声明的函数的隐式声明。

我真的没有使用多个文件 makefile 的经验。当前的语法是从去年系统编程课程中的一个简单的 shell 实现中借用的，尽管这个当前的项目在复杂性上要高一个数量级。

cc= gcc
CFLAGS= -g -Wall -lm

proj2: main.o split.o tree.o id3.o output.o 
  $(CC) $(CFLAGS) -o proj2 main.o split.o tree.o id3.o output.o

我也尝试过之前的版本，其中每个目标文件都是单独编译的，比如

main.o: main.c split.c tree.c id3.c output.c
  $(CC) $(CFLAGS) -o main.c split.c tree.c id3.c output.c

然后重复此过程，为每个源创建一个.o 文件，然后将其编译为可执行文件。

但是，这不起作用，我收到了大约 500 行编译器投诉和警告，主要是关于隐式函数声明。

所以，基本上我有两个相关的问题：

• 是否可以在不同的源文件之间交织函数调用？
• 如果是这样，我怎样才能在这里实现？

Answer 1

首先介绍一下您的 makefile。

proj2: main.o split.o tree.o id3.o output.o 
  $(CC) $(CFLAGS) -o proj2 main.o split.o tree.o id3.o output.o

这应该可以工作（如果代码是正确的），但如果你使用的是 GNUMake（你应该这样做），你可以整理一下：

proj2: main.o split.o tree.o id3.o output.o 
  $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

现在您只需维护一份对象列表副本。

另一个版本是错误的：

main.o: main.c split.c tree.c id3.c output.c
  $(CC) $(CFLAGS) -o main.c split.c tree.c id3.c output.c

首先，您试图将所有源文件编译成一个目标文件，这有悖于目标文件的目的。其次，您将一个目标文件命名为main.o，而该名称应该真正属于由main.cc 制成的目标文件。第三，该命令告诉编译器将所有其他源文件（split.c、tree.c、...）编译成一个名为“main.c”的目标文件——这不是非法的，但你一定会绊倒自己。

此外，您应该尝试使用 C++，而不是 C，但那是另一天的事了。

现在拆分Big Ball of Mud。我假设您知道如何将大函数分解为较小的函数，因此问题是将函数分离到不同的源文件中（然后正确编译和链接它们）。假设main()调用了一个函数foo()：

/* main.c */

void foo()
{
  // do foo things
}

int main()
{
  // do main things
  foo();
  return(0);
}

如您所知，foo 必须先出现，否则当main 试图调用未声明的函数时，编译器会停止。但是我们可以事先声明foo：

/* main.c */

void foo();

int main()
{
  // do main things
  foo();
  return(0);
}

void foo()
{
  // do foo things
}

当编译器到达对foo()的调用时，它已经知道存在这样的函数，并相信我们稍后会定义它。现在的诀窍是：如果我们指示编译器进行编译，而不是链接（即生成像 main.o 这样的目标文件，而不是像 proj2 这样的可执行文件），它会更信任我们：

/* main.c */

void foo();

int main()
{
  // do main things
  foo();
  return(0);
}

这将很好地编译成main.o。当我们将事物链接到可执行文件中时，编译器相信我们会在其他目标文件中提供void foo() 的定义。定义将在另一个文件中，如下所示：

/* foo.c */

void foo()
{
  // do foo things
}

我们可以手动构建：

gcc -g -Wall -lm -c foo.c -o foo.o
gcc -g -Wall -lm -c main.c -o main.o
gcc -g -Wall -lm foo.o main.o -o proj2

但这很快就会变得乏味，所以我们将编写一个makefile：

cc= gcc
CFLAGS= -g -Wall -lm

proj2: main.o foo.o 
  $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

%.o: %.c
  $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

到目前为止一切顺利。如果这很清楚，那么我们可以继续处理头文件...

Answer 2

您需要为每个源代码创建头文件以在其中包含声明。然后在源代码的顶部#include 适当的头文件。