План лекции

История вопроса C и UNIX Доисторическая ситуация 1970 год, Кен Томпсон, Деннис Ритчи Переносимость (в смысле -- не ассемблер) Эффективность (как у ассемблера) Следствие -- понятия в C "машинные" -- нет bool, в частности, нет отдельно "символьного типа", как в паскале C -- старый язык, многое по современным представлениям неудобно C++ 1980 год, Бьярн Страуструп Дополнительные возможности к C Первоначальное название -- C with classes Сохранить эффективность Возможность написания больших программ Сохранение совместимости со старыми программами на C -- почти удалось, много на этом потеряли Как из кода получается программа (C) Программа из нескольких файлов Компиляция и сборка, объектные файлы Команды сборки и компиляции Компиляция всего сразу Что занимает больше времени -- компиляция или сборка полезность раздельной компиляции Что проверяется на этапе компиляции Что проверяется на этапе сборки Потенциальная проблема с числом параметров у функции Объявление функции Идея заголовочного файла, препроцессор Почему нельзя поместить код в заголовочный файл Проблема многократного включения Макросы Защита от многократного включения Опасность других использований макросов

История языка

Рассмотрим плюсы и минусы языка С

Положительные качества довольно очевидны: это язык высокого уровня, настолько эффективный, насколько это возможно. Но так как язык создавался давно, то образец, по которому он создавался, уже устарел, но менять его нельзя, иначе придется переписывать большинство ПО.
Этот минус можно увидеть на примере: при программировании на данном языке стандартной ошибкой является запись if ( A=0) вместо if (A == 0), которая не отслеживается компилятором и приводит к результату, которого не ожидал программист.Вместо того, чтобы сделать проверку, равно ли А нулю, мы присвоили А значение нуля и условие в If всегда будет ложью. Многие вещи в С сделаны для эффективной работы машины, а не для удобства программиста.

В 1980 году Страуструп решил выпустить расширение языка С. Его назвали его C with classes, но вскоре его переименовали в С++. Так как это расширение С, то большинство минусов С перешло в новый язык, только несколько функций С не принадлежат С++. Это расширение позволяет более удобно писать большие программы.

Как из кода получается программа (С)

Минимальная программа

Рассмотрим простую программу

int main(){
  return 0;
}

Программа из нескольких файлов

void hello(){
  printf("Hello!\n");
}

int main(){
  hello();
  return 0;
}

Компиляция и сборка

В первых двух командах мы просто компилируем программы. Компиляция - перевод текста программы в машинный код и оптимизация его. Вместо функции hello() в main будет написано просто "вызвать функцию hello".

Третья команда называется Linking( или сборка). В процессе выполнения её вместо "вызвать функцию hello" будет написано "вызвать функцию по адресу". Очевидно, что большая часть работы выполняется при компиляции.

Плюсы раздельной компиляции: если у нас много файлов, то при изменении в одном файлы нет необходимости перекомпилировать все файлы, что значительно уменьшает время работы программы.
Минусы будут видны из следующего примера:

Потенциальная проблема с числом параметров

---файл hello.c----
void hello(int n){
  printf("%d\n",n);
}

---файл main.c----
int main(){
  hello();
  return 0;
}

---файл hello.с----
void hello(int n); // объявление функции hello(int n)
void hello(int n){
  printf("%d\n",n);
}

---файл main.с----
void hello(int n);
int main(){
  hello();
  return 0;
}

Заголовочный файл

---файл header.h---
void hello(int);

---файл hello.с----
#include "header.h" //include просто заменяет при preprocessing данную строку на содержимое файла header.h
void hello(int n){
  printf("%d\n",n);
}

---файл main.с----
#include "header.h"
int main(){
  hello();
  return 0;
}

Обратим внимание, что у нас в программе есть ещё одна функция - printf, которая является функцией стандартной библиотеки. По причинам, озвученным выше, стоит подключать ещё и header стандартной библиотеки: #include < stdio.h > (<>- данные скобки означают, что header надо взять из места, где лежат стандартные headers)

Многократное включение

---файл first.h----
#include "second.h"

---файл second.h----
#include "first.h"

---файл first.h----
#if ndef _FIRST_H_ // если макрос ещё не определен,то
#define _FIRST_H_ // определяем его
#include "second.h" 
...
#endif

---файл second.h----
#if ndef _Second_H_
#define _Second_H_
#include "first.h"
...
#endif