헤더파일 만들기

 C/C++ 를 배울 때 꼭 하나씩 집어넣는 헤더파일이 있다.

#include <stdio.h>

 #include(전처리기)를 통해 [ stdio ]라는 헤더를 읽어들이는 것인데, 헤더파일에 대해 알아보자.

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1. 헤더파일

  Wiki

 C/C++ 프로그리밍 언어에서, 컴파일러에 의해 다른 소스파일에 자동으로 포함된 소스코드의 파일이다.

 라고 나와 있다. 이미 만들어둔 코드들(함수, 전역 변수 등 | 라이브러리 포함)을 지금 만들고 있는 코드에서 사용할 수 있도록 미리 선언해둔 파일이다.

 우리가 주로 *.c 나 *.cpp 파일에 코드를 작성하는데, 조금 규모가 커지만 소스를 여러 파일에 두고 관리한다. 수정된 부분만 새로 컴파일해 컴파일 시간을 단축시키기 위한 방법으로 말이다. 그러다 헤더 파일에 대해 알게 되는데, 헤더 파일은 *.c나 *.cpp 파일의 인적사항을 기록한 서류와 비슷하다고 보면 된다.

 헤더 파일은 소스 파일에 선언된 전역 변수나, 함수의 원형을 작성해 사용자(다른 프로그램)가 헤더 파일만 보고 소스 파일에 존재하는 변수나 함수를 이용할 수 있도록 하는 것이 목적이 된다.

 소스파일 자체를 넘기면 기술이 유출되는것이 되어버리기 때문에 소스코드는 일반적으로 라이브러리를 만들거나 목적 파일을 만들고, 소스 파일의 구조를 가진 헤더 파일과 함께 전달한다.

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2. 구조

 헤더 파일과 소스 파일은 아래의 구조로 연결된다.

main.c

#include "A.h"

int main(void){
    ...
    return 0;
}

A.h

#ifndef __HEADER_A_
#define __HEADER_A_

void Function1();
void Function2();
...

#endif

A.c

#include "A.h"

void Function1(){
    ...
}

void Function2(){
    ...
}

 즉, 헤더 파일은 다른 헤더 파일을 인클루드하긴 하지만 소스 파일( *.c *.cpp 등)은 인클루드 하지 않는다. 또한, 소스 파일과 소스 파일의 구조를 담아 놓은 헤더파일의 이름은 같다^[각주:1].

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3. 헤더 가드(Header Guard)

 stdio 헤더 파일의 내용을 살펴보면 처음에 아래와 같은 구조를 띤다.

 line 01 - 07 : 주석

 line 08 - 10 : 전처리기

 ...

 여기서 주의 깊게 살펴볼 내용은 line 8부터 10까지, 흔히 헤더 가드라고 불리는 전처리 작업이다.

 처음 헤더를 만들려고 하면 이런 실수를 한다.

 A 헤더가 B와 D 헤더를 포함하는데, D 헤더가 A 헤더를 호출하는 재귀 현상을 가진다. 이러한 구조의 문제는 읽음을 끝낼 위치를 정할 수 없다는 것이다.

 따라서, C/C++에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 헤더 가드라는 기술을 이용했다. 뭔가 새로운 기술이 아니라 이미 존재하는 전처리기를 이용한 기술이다.

 #define은 치환을 위한 기술로 주로 사용되지만, 특성은 재 선언할 수 없다는 점이다^[각주:2]. 즉, 고유하다. 이 특성을 이용해 전처리 기술을 이용한다.

 #ifndef는 특정 전처리 상수가 선언이 되었는지를 판단한다. 선언이 되었으면 false를, 선언되지 않았다면 true를 의미하며 true일 경우 짝이 맞는 #endif 까지를 읽어들인다^[각주:3].

 이러한 특성으로 이미 선언된 변수/함수가 다시 읽어지지 않도록 처리를 진행한다.

 비주얼 스튜디오의 컴파일러 MSVC는 이러한 전처리기를 #pragma를 이용해 처리할 수 있도록 했는데, 코드는 아래와 같다.

#pragma once
// 해당 파일을 한 번만 읽어들게 하는 전처리기

 #pragma^[각주:4] 자체는 C/C++의 표준 전처리기가 맞지만, #pragma once의 once는 MSVC에서 선언된 전처리 명령어라서 다른 컴파일러에서는 호환이 되지 않는다. 따라서 컴파일러에 구애받지 않고 컴파일을 진행하기 위해서는 #define을 이용한 헤더 가드 기술을 사용해야한다.

 다만, 진행하는 프로젝트가 MSVC에서만 컴파일한다는 확신이 있다면 #pragma once를 이용하는 것이 컴파일 시간이 더 적게 걸린다고 한다.

참고

>> https://kldp.org/node/46662#comment-171458

1. A.c와 A.c의 구조를 담고 있는 A.h는 이름이 A로 같다. [본문으로]
2. #undef로 삭제한 경우 제외 [본문으로]
3. 즉, #ifndef 안에 새로이 #ifndef를 선언할 수 있다. [본문으로]
4. 각 컴파일러마다 고유 기능을 설정하는데 사용하는 표준 전처리기. [본문으로]