C 标准库中的头文件可以包含另一个头文件吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】C 标准库中的头文件可以包含另一个头文件吗？

【英文标题】：May a header from the C standard library include another header?

【发布时间】：2021-04-28 07:30:43

【问题描述】：

我依稀记得一条规则，“C 标准库的标头不得包含 C 标准库的任何其他标头，除非特别允许”。但奇怪的是，我在 C11 中找不到这样的规则。我本来希望它出现在 7.1.2“标准标题”中。

C 中有这样的规则吗？ POSIX 中有这样的规则吗？ 其他标准中是否有这样的规则？

【问题讨论】：

我不认为这可以作为一个规则应用，而是作为一个建议，但是是的，很多论文都提到了这一点：即：规则#7。每个头文件 A.h 都应该 #include 所有其他 A.h 需要正确编译的头文件，但仅此而已。 A.h 中需要什么：如果另一个结构类型 X 用作结构类型 A 的成员变量，那么您必须在 A.h 中 #includeX.h 以便编译器知道 X 成员有多大。不要包含只有 .c 文件代码需要的头文件。 – #将其包含在 .c 文件中，而不是 .h 文件中。

我个人从来没有理解过这个规则，标准头包括其他标准库头。

@DavidRanieri，你引用的风格推荐——我订阅了——似乎不是 OP 所要求的，而是它的双重性。

【参考方案1】：

据我所知，没有明确说明允许（或不允许）。但我相信下面这段话暗示了这种可能性

7.1.2 标准标题（强调我的）

4 如果使用，标题应包含在任何外部声明或定义之外，并且应首先包含在对其声明的任何函数或对象的第一次引用之前，或到它定义的任何类型或宏。

当我们将这个“应该”要求与一致性部分中的含义进行交叉引用时

4.一致性

2 如果违反了出现在约束或运行时约束之外的“应”或“不应”要求，则行为未定义。未定义的行为在本国际标准中以“未定义的行为”一词或省略任何明确的行为定义来表示。这三者在重点上没有区别；它们都描述了“未定义的行为”。

因此，如果要调用 abs 函数而不包括 stdlib.h，则行为将是未定义的。本质上未定义的行为包括事物“工作”的可能性。因此，如果另一个标准标头包含 stdlib.h 并且程序“有效”，则这符合上述合同。

【讨论】：

他不是在问什么是头文件以及为什么拥有函数原型是好的。他在问为什么标准库头文件不应该包含其他 SL 头文件

@0___________ - 不，他是在询问标准中是否存在包含 other 标头在内的标准库标头规则（或反对）。我就其允许的原因进行了辩护。我没有说什么是标头或为什么原型很好（坦率地说，我很困惑你这么理解它）。

【参考方案2】：

搜索从 Ansi-C (C90) 到最新草案的 C 标准，并进一步浏览历史参考资料，例如 Unix V7 手册和 K&R 书籍，我找不到该规则的参考资料。

标准头文件的内容、位置和实现是特定于实现的，一些类型和宏定义在多个头文件中，因此需要一个一致的方案来避免重新定义警告，并且在常见的 C 库实现中通过条件包含来实现。

某些系统标头被明确指定为包括其他标头：

7.25 类型泛型数学<tgmath.h>

标头<tgmath.h> 包括标头<math.h> 和<complex.h>，并定义了几个类型通用的宏。

7.26 线程 <threads.h>7.26.1 简介 标头<threads.h> 包括标头<time.h>，定义宏，并声明支持多线程执行的类型、枚举常量和函数。

一些标准 POSIX 标头也被记录为包括其他系统标头。

除非程序员正在实现 C 库，否则该规则不会产生任何影响：记录为定义标准类型、枚举常量、宏、函数或变量的系统头文件应在使用此标识符之前包含在内。系统标头可以按任意顺序包含，多次包含应该不会造成任何问题。

【参考方案3】：

我依稀记得一条规则“C 标准库没有头文件” 应包括 C 标准库的任何其他头文件，除非 特别允许”。

C 语言规范或 POSIX 标准中没有这样的规则。这两者，尤其是第一个，都避免指定诸如此类的实现细节。它们描述了用户可以依赖的积极结构和语义，但通常不会限制实现以避免特定的结构或细节。

在大多数情况下，标准也没有指定任何特定的标头确实包含其他标头，因此，就样式和可移植性而言，编写代码就像没有标准一样是明智的标头包括任何其他。更一般地说，这导致了一个共同的风格指导，即您编写的每个源文件（包括标头）都应该针对使用的每个标识符适当地声明该标识符本身或 #include 一个记录在案的标头来声明它。

然而，正如@chqrlie 在their answer 中指出的那样，该标准明确规定某些标准库头文件包含特定的其他标准库头文件。

但奇怪的是，我找不到这样的规则 写在 C11 中。我会在 7.1.2“标准”中期待它 标题”。

这确实是人们在 C11 中看到的地方。正如你所说，它没有表达任何具有你描述的效果的规则。

Is there such a rule in C?

不，这将与上述其他规定不一致。此外，在一些假定符合 C 的实现中，标准头文件比@chqrlie 指出的更多 do #include 其他标准库头文件。

Is there such a rule in POSIX?

不，这将与上述其他规定不一致。此外，在一些假定符合 POSIX 的 C 实现中，标准头文件比 @chqrlie 指出的更多标准头文件do #include 其他标准库头文件。

Is there such a rule in any other standard?

我不知道任何其他与 C 标准库相关的标准。代码约定种类繁多，可以想象一个或多个关于编写程序和库头的规则，但标准库不在此类约定的范围内。然而，显然，没有人可以权威地谈论所有标准的世界。

提出 C11 的第 7.1.2/4 段可能也是相关的，其中部分内容是：

标准标题可以按任何顺序包含；每个都可能包括在内 在给定的范围内不止一次，没有任何不同的效果 仅包含一次，除了 [关于 assert.h 的警告； ...]。但是，如果一个标识符被声明或定义在多于 一个标头，第二个和随后的相关标头可能是 包含在对标识符的初始引用之后。

C 语言规范明确拒绝将标准库头文件实现为用 C 语言表示的普通源文件的任何要求，但请注意，在特定实现提供这种表示的范围内，这明确提出了以下可能性：某些标识符可能由多个标头声明或定义。虽然不能保证一定会发生，而且还有其他可能出现的方式，但它与某些标头（包括其他标头）是一致的。