• 专业的C头文件设计和重构指南


    头文件设计要点:

    1、 头文件注释

    2、 guard define

    3、 尽量不要在头文件中暴露数据结构

    4、 要自包含,保证头文件独立编译和功能正确

    5、 函数声明前加XXX_API利于拓展

    6、 宏的定义

    7、 对外提供的头文件放于指定的目录结构

    1. 文件头注释

    应该加在每个头文件的顶部,必须包含版权许可、功能说明、作者和创建日期。

    例如:

    a)   /*

    b)   * Copyright (c) Huawei Technologies Co., Ltd. XXXX. All rights reserved.

    c)   * Description: 文件功能描述

    d)   * Author: 王二

    e)   * Create: 2012-12-22

    f)  */

     

    2. guard define

    整个头文件应该在guard define之间, 为防止头文件被多重包含,所有头文件都应当使用 #define 作为包含保护;

    定义包含保护符时,应该遵守如下规则:

    ü  保护符使用唯一名称;

    ü  建议考虑项目源代码树顶层以下的文件路径 不要在受保护部分的前后放置代码或者注释,文件头注释除外。

    假定 VOS 工程的 timer 模块的 timer.h,其目录为 vos/include/timer.h 。其保护符若使用 'TIME_H' 很容易不唯 一,所以使用项目源代码树的全路径,如:

    如:

    1)   #ifndef VOS_INCLUDE_TIMER_H

    2)   #define VOS_INCLUDE_TIMER_H

    3)    //声明对外的接口

    4)    #endif

     

    另外,如果这个头文件可能给c++使用,要加上

    1)  #ifdef __cplusplus

    2)  extern "C" {

    3)  #endif

    4)  //声明对外的接口

    5)  #ifdef __cplusplus

    6)  }

    7)  #endif
    注:禁止在 extern "C" 中包含头文件

     

    3. 尽量不要在头文件中暴露数据结构

    这样可以用户降低对你的实现的依赖,也减少了用户的编译时间

    1)  typedef struct lua_State lua_State;

    2)  LUA_API lua_State *lua_open (void);

    3)  LUA_API void       lua_close (lua_State *L);

     

    可以看到虽然用户会一直使用lua_State,但是并不知道lua_State的结构是什么

    从一个使用lua的例子程序可以看出:

    1)  #include "lua.h"

    2)  #include "lauxlib.h"

    3)  #include "lualib.h"

    4)    

    5)  int main(int argc, char *argv[])

    6)  {

    7)      lua_State *L = lua_open();

    8)      const char *buf = "var = 100";

    9)      int var ;

    10)    luaopen_base(L);

    11)    luaopen_io(L);

    12)    lua_dostring(L, buf);

    13)    lua_getglobal(L, "var");

    14)    var = lua_tonumber(L, -1);

    15)    lua_close(L);

    16)    return 0;

    17)}

     

    4. 要自包含,保证头文件独立编译和功能正确

      i.     能独立编译

    要保证本头文件在任何使用场景下,都能独立编译。其中,相对路径引入就是一个案例。如:

    #include <comm_type.h>不是标准库情况下,可能无法引入相关文件,可改成:

    #include “../../XXX/XXX/ comm_type.h”

     

    ii.     对外提供功能正确

    头文件能独立编译了,但不一定能对外提供的功能是正确的。对外提供的功能可能还需要代码适配,以保证功能正确。

    5.  下面是一个私有宏暴露给模块外部,致使相关模块使用时能编译通过,但功能却不正确。

    解决办法就是不要暴露数据本身,通过接口反馈给外部模块数据值即可。(这个问题,也是尽量不要在头文件中暴露数据结构的一个典型案例)

    案例:

    1)  功能失败点,从图1看到rsaM.Datalen = RSA_LEN,再从图2看到RSA_LEN != pData->dataLen的应该是相等,但实际结果却是错误的,这就是问题暴露点

    图1

    图2

    2)  继续追查RSA_LEN,它是RSA_KEY_LEN的重定义,见图3。而从图4可以看出RSA_KEY_LEN的值由一个开关控制,编译环境不一样,值不同

    图3

    图4

    3)  问题在于本模块对外提供能力时,没有考虑到编译环境的要求,应用方也没有明白这点,应用方无法掌控这个宏的编译环境,从而无法得到正确值引发了这个问题。解决办法就是通过接口对外提供值,而不是数据结构本身。

     

    5. 函数声明前加XXX_API利于拓展

    iii.      Lua的例子,如果定义了LUA_API就是给LUA内部使用的,如果没定义LUA_API就是for user的

    下面是内部使用的例子:

    1)  #ifndef LUA_API

    2)  #define LUA_API

    3)  #endif

    4)   

    5)  LUA_API lua_State *lua_open (void);

     

    下面是外部使用的例子:

    6)  #ifndef LUA_H

    7)  #define LUA_H

    8)  #endif

    9)   

    10)LUA_H lua_State *lua_close (void);

       

    6. 宏的定义时,尽量使用括号来包住所定义的对象

      i.     宏定义嵌入某个表达式使用,用括号将其包住。此方法如果用于语句环境将会出语法错误

    1)  #define LUA_TNONE       (-1)

    2)   

    3)  #define lua_register(L,n,f) \

    4)         (lua_pushstring(L, n), \

    5)          lua_pushcfunction(L, f), \

    6)          lua_settable(L, LUA_GLOBALSINDEX))

     ii.     宏定义当语句使用,用do while(0)将其包住。此方法如果用于表达式环境将会出语法错误

    7)  #define DOSOMETHING () \

    8)         do{

    9)             foo1();

    10)           foo2();

    11)          }while(0)

     

    7. 对外提供的头文件放于指定的目录结构

    一般应该使用一个单独的include目录来包含要发布的头文件,但不应该把内部使用的头文件包含进去。例如:Lua的include目录只包含了三个头文件lauxlib.h , lua.h, lualib.h,很简洁

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