c语言头文件存在的合理性

我接触的第一种程序设计语言是c语言，然后是c++，再然后就是java以及各种脚本语言了。在学习c语言时由于只是浅浅地学了一下，并没有注意到一些细节，也就是想的比较少了，只知道how不知道why。后来，在接触了c++后，发现很多东西都得深入一番才行，在c++探索过程中，我注意到了c++和c一样有两种文件：头文件和源文件。我在想为啥将c++或c文件要划分为两种，不要头文件单单使用源文件就不行么？随着学习的深入，我渐渐开始懂得了头文件有利于减少重复性的工作，但那时还是觉得头文件不是个必需品。所以有时为了方便，我就用源文件去代替头文件即有这样的语句#include"xxx.c"。但是随着写的程序越来越复杂，我常常遇到一些错误，但是我有不知在哪里出错了，为了修正错误，我采取了最为笨重的方法，将整个程序写在一个源文件中去。后来，觉得问题必须解决才行了，于是找了一些c语言关于头文件的资料看看，才明白头文件也是个必需品来的。

要理解为啥头文件是个必需品，我认为先要对下面几点有一定的了解：

1、编译器的工作过程——预处理阶段、词法和语法分析阶段、编译阶段和链接阶段。特别是编译阶段和链接阶段。编译阶段主要的工作是将源文件编译成目标文件。而链接阶段主要工作是将各目标文件进行重定位，生成可执行文件。

2、头文件主要是用来干嘛的，源文件又是用来干嘛的。头文件，内含函数声明、宏定义、结构体定义等内容.c文件是程序文件，内含函数实现，变量定义等内容。

3、头文件的作用是：

1.如果在头文件中实现一个函数体，那么如果在多个C文件中引用它，而且又同时编 译多个C文件，将其生成的目标文件连接成一个可执行文件，在每个引用此头文件的C文件所生成的目标文件中，都有一份这个函数的代码，如果这段函数又没有定 义成局部函数，那么在连接时，就会发现多个相同的函数，就会报错 

2.如果在头文件中定义全局变量，并且将此全局变量赋初值，那么在多个引用此 头文件的C文件中同样存在相同变量名的拷贝，关键是此变量被赋了初值，所以编译器就会将此变量放入DATA段，最终在连接阶段，会在DATA段中存在多个 相同的变量，它无法将这些变量统一成一个变量，也就是仅为此变量分配一个空间，而不是多份空间，假定这个变量在头文件没有赋初值，编译器就会将之放入 BSS段，连接器会对BSS段的多个同名变量仅分配一个存储空间 

3.如果在C文件中声明宏，结构体，函数等，那么我要在另一个C文件中引用相 应的宏，结构体，就必须再做一次重复的工作，如果我改了一个C文件中的一个声明，那么又忘了改其它C文件中的声明，这不就出了大问题了，程序的逻辑就变成 了你不可想象的了，如果把这些公共的东东放在一个头文件中，想用它的C文件就只需要引用一个就OK了！！！这样岂不方便，要改某个声明的时候，只需要动一 下头文件就行了 

4.在头文件中声明结构体，函数等，当你需要将你的代码封装成一个库，让别人来用你的代码，你又不想公布源码，那么人家如何利 用你的库呢？也就是如何利用你的库中的各个函数呢？？一种方法是公布源码，别人想怎么用就怎么用，另一种是提供头文件，别人从头文件中看你的函数原型，这 样人家才知道如何调用你写的函数，就如同你调用printf函数一样，里面的参数是怎样的？？你是怎么知道的？？还不是看人家的头文件中的相关声明 啊！！！当然这些东东都成了C标准，就算不看人家的头文件，你一样可以知道怎么使用