前言

这篇重点介绍一下代码编程规范的扩展要求-头文件规范要求

对于C语言来说，头文件的设计体现了大部分的系统设计。不合理的头文件布局是编译时间过长的根因，不合理的头文件实际上反映了不合理的设计。

规范要求

【规范1】头文件中适合放置接口的声明，不适合放置实现

1. 内部使用的函数（相当于类的私有方法）声明不应放在头文件中

2. 内部使用的宏、枚举、结构定义不应放入头文件中

3. 变量定义不应放在头文件中，应放在.c文件中

4. 变量的声明尽量不要放在头文件中，亦即尽量不要使用全局变量作为接口。变量是模块或单元的内部实现细节，不应通过在头文件中声明的方式直接暴露给外部，应通过函数接口的方式进行对外暴露。即使必须使用全局变量，也只应当在.c中定义全局变量，在.h中仅声明变量为全局的

【规范2】头文件应当职责单一，切忌依赖复杂

头文件过于复杂，依赖过于复杂是导致编译时间过长的主要原因。很多现有代码中头文件过大，职责过多，再加上循环依赖的问题，可能导致为了在.c中使用一个宏，而包含十几个头文件，其根本原因是因为偷懒，想省事，所以往往会包含一大堆头文件，但是这种做法会导致编译时间拉长

【规范3】头文件应向稳定的方向包含

头文件的包含关系是一种依赖，一般来说，应当让不稳定的模块依赖稳定的模块，从而当不稳定的模块发生变化时，不会影响（编译）稳定的模块，而且能及时中止编译，缩短因错误导致的编译时间。
一般情况下为应用层头文件 > 模块层头文件 > 驱动层头文件 > 标准库头文件，根据代码后期可能修改的频率排序，如下代码，关于同一层的头文件排序方式，参考要求13

include "app.h" // 应用层头文件 include "moudle.h" // 模块层头文件 include "device.h" // 驱动层头文件 include <string.h> // 标准库头文件 

【规范4】每一个 .c 文件应有一个同名 .h 文件，用于声明需要对外公开的接口

• 如果一个.c文件不需要对外公布任何接口，则其就不应当存在，除非它是程序的入口，如main函数所在的文件。

• 现有某些产品中，习惯一个 .c 文件对应两个头文件，一个用于存放对外公开的接口，一个用于存放内部需要用到的定义、声明等，以控制 .c 文件的代码行数，但是这种做法是不建议的。

• .h 文件可以不需要有对应的 .c 文件，如定义配置选项的一些头文件、或者定义了寄存器地址的宏等头文件可以不需要对应的 .c 文件。

【规范5】禁止头文件循环依赖

原因：头文件循环依赖，如 a.h 包含 b.h，b.h 包含 c.h，c.h 包含 a.h 之类导致任何一个头文件修改，都导致所有包含了a.h/b.h/c.h的代码全部重新编译一遍

做法：单向依赖，如 a.h 包含 b.h，b.h 包含 c.h，而 c.h 不包含任何头文件，则修改 a.h 不会导致包含了 b.h/c.h 的源代码重新编译

【规范6】.c/.h文件禁止包含用不到的头文件

很多系统中头文件包含关系复杂，开发人员为了省事起见，可能不会去一一钻研，直接包含一切想到的头文件，甚至有些产品干脆发布了一个god.h，其中包含了所有头文件，然后发布给各个项目组使用，这种只图一时省事的做法，导致整个系统的编译时间进一步恶化，并对后来人的维护造成了巨大的麻烦

【规范7】头文件应当自包含

自包含就是任意一个头文件均可独立编译。如果一个文件包含某个头文件，还要包含另外一个头文件才能工作的话，就会增加交流障碍，给这个头文件的用户增添不必要的负担

【规范8】总是编写内部 #include 保护符（ #define  保护）

在编写程序的头文件的时候，要注意每个头文件都应该用内部包含保护符来进行保护，以避免在多次包含时重新定义

#ifndef FOO_H_INCLUDED_ #define FOO_H_INCLUDED_ //....文件内容..... #endif 

定义包含保护符时，应该遵守如下规则：

• 保护符使用唯一名称；

• 不要在受保护部分的前后放置代码或者注释（特殊情况：头文件的版权声明部分以及头文件的整体注释部分可以放在保护符(#ifndef XX_H)前面）

【规范9】禁止在头文件中定义变量

原因：在头文件中定义变量，将会由于头文件被其他 .c 文件包含而导致变量重复定义编译报错
只能在源文件中定义变量，在头文件中 extern 声明

【规范10】只能通过包含头文件的方式使用其他 .c 提供的接口，禁止在.c 中通过 extern 的方式使用外部函数接口、变量

原因：

1. 若多处使用 extern 的方式声明使用，则改变变量类型或者函数的返回值等时需要改动的地方很多

2. 影响模块的稳定性，因为头文件声明的都是API接口，源文件(.c)中包含了私有函数和变量，有各自的执行条件，若通过 extern 的方式声明使用，则会降低模块的稳定性
   如：若 a.c 使用了 b.c 定义的foo()函数，则应当在b.h中声明extern int foo(int input)；并在a.c中通过#include 来使用foo。禁止通过在a.c中直接写extern int foo(int input);来使用foo。

【规范11】禁止在 extern "C" 中包含头文件

原因：在extern "C"中包含头文件，会导致extern "C"嵌套

// 错误写法 extern “C”
{ #include “xxx.h” ...
} // 正确写法 #include “xxx.h” extern “C”
{
...
} 

【规范12】一个模块通常包含多个 .c 文件，建议放在同一个目录下，目录名即为模块名。为方便外部使用者，建议每一个模块提供一个 .h ，文件名为目录名

需要注意的是，这个.h并不是简单的包含所有内部的.h，它是为了模块使用者的方便，对外整体提供的模块接口。

如：产品普遍使用的VOS，作为一个大模块，其内部有很多子模块，他们之间的关系相对比较松散，就不适合提供一个vos.h。而VOS的子模块，如Memory（仅作举例说明，与实际情况可能有所出入），其内部实现高度内聚，虽然其内部实现可能有多个.c和.h，但是对外只需要提供一个Memory.h声明接口

【规范13】同一产品统一包含头文件排列方式

常见的包含头文件排列方式：功能块排序、文件名升序、稳定度排序。

1. 以功能块方式排列头文件可以快速了解涉及的相关功能模块

2. 以升序方式排列头文件可以避免头文件被重复包含

3. 以稳定度排序，如 product.h修改的较为频繁，如果有错误，不必编译platform.h就可以发现product.h的错误，可以部分减少编译时间

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