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Funções que tiveram forward declaration [são referências abertas].

 

Você pode e deve criar arquivos objetos com referências abertas. Porém você só pode criar executável depois de fechar todas as referências estáticas, depois de fazer todas as ligações, todos os binds. E quem faz isso? O linkador.

Funções que tiveram forward declaration [são referências abertas].

 

Você pode e deve criar arquivos objetos com referências abertas. Porém você só pode criar executável depois de fechar todas as referências estáticas, depois de fazer todas as ligações, todos os binds. E quem faz isso? O linkador.

Funções que tiveram forward declaration [são referências abertas].

Você pode e deve criar arquivos objetos com referências abertas. Porém você só pode criar executável depois de fechar todas as referências estáticas, depois de fazer todas as ligações, todos os binds. E quem faz isso? O linkador.

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Jefferson Quesado
  • 23,5mil
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Antes de mais nada, precisamos conhecer o ciclo de compilação de um arquivo fonte C. Basicamente, ele passa pelos seguintes estágios:

  1. pré processador
  2. compilação para objeto
  3. linkedição

O processo de linkedição se dá quando se está construindo o executável final. Arquivos de compilação intermediários param no passo 2 compilação para objeto. Dei mais detalhes nesta resposta.

Pegando algum contexto da resposta linkada:

Funções que tiveram forward declaration [são referências abertas].

Você pode e deve criar arquivos objetos com referências abertas. Porém você só pode criar executável depois de fechar todas as referências estáticas, depois de fazer todas as ligações, todos os binds. E quem faz isso? O linkador.

O que é a tal da forward declaration? É uma técnica em que eu ensino ao compilador que algo existirá mais adianto; eu declaro que algo irá existir. Mas, não defino muito sobre ele =) Leia mais (o exemplo é em C++ mas a ideia é a mesma, declarar algo adiante).

Mas, por que é importante conhecer esse tal de forward declaration? Porque...

Por incrível que pareça, o compilador C trabalha apenas uma única entrada de cada vez. Ele pega essa entrada do chamado pré processador C.

Fonte

O caso de estudo: copiartxt

Você quer criar uma função que receba dois ponteiros de arquivo, que não tenha retorno, e que se chama copiartxt. Para poder usar ela em diversos cantos, você tem que ela será compilada parcialmente e poderá usar esse resultado na linkedição e gerar o executável final.

Para tal processo, há o arquivo biblioteca.c, que será transformado em biblioteca.o (ou biblioteca.obj, no mundo Visual Studio se não me engano). Vamos construí-la aos poucos?

Para começar, vamos no seu foco? Ela terá a função copiartxt desejada. Então, vamos começar com isso:

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2)
{
  char leitor[1000];

  while (fgets(leitor, 1000, file1) != NULL) {
    fputs(leitor, file2);
  }
}

Pode reparar que os nossos códigos são ligeiramente distintos. Eu usei meu estilo de código, de posicionamento de chaves e espaçamentos, mas também removi o return 0;, já que a função não deveria ter retorno, ela é void

Se você por isso para compilar, alguns compiladores vão reclamar que não conhecem fgets, nem fputs, nem NULL, creio que também de FILE. Essas funções e essa constante são declaradas no arquivo <stdio.h>. Sobre fgets, em algum momento de <stdio,h> você encontrará uma linha semelhante a esta (fonte):

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

Sem mais nem menos. Apenas a linha de declaração dessa função. Então, precisamos inserir esse header no nosso biblioteca.c:

#include <stdio.h>

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2)
{
  char leitor[1000];

  while (fgets(leitor, 1000, file1) != NULL) {
    fputs(leitor, file2);
  }
}

Muito bem, agora deve compilar feliz e sem erros. Após compilar até nível de código objeto (gcc -c biblioteca.c, por exemplo), podemos usá-lo em nosso executável.

Agora, vamos para o executável? main.c o nome? Pois bem, aqui vamos nós. A razão central desse arquivo é um ponto de entrada de aplicação (a função main) que copiará o arquivo "Arquivo 1.txt" para o destino "Arquivo 2.txt". Deve dar algum tratamento para os erros também, então vamos lá, codificar a função main:

int main(void)
{
  FILE *file1 = fopen("Arquivo 1.txt", "r");
  if (file1 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 1.txt\"!");
    return 1;
  }

  FILE *file2 = fopen("Arquivo 2.txt", "w");
  if (file2 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 2.txt\"!");
    return 1;
  }
  copiartxt(file1, file2);

  fclose(file1);
  fclose(file2);

  return 0;
}

Mudanças que eu fiz:

  1. removi a forward declaration que estava dentro da função main, depois tratemos isso
  2. adicionei uma detecção de erros para o "Arquivo 2.txt" no mesmo estilo que você fez para "Arquivo 1.txt" (vai que estamos em um sistema de arquivos de somente leitura?)
  3. coloquei uma mensagem de erro um pouco mais específica; agora dá para discernir quem foi a causa do erro
  4. estou imprimindo na saída de erro stderr, pois é lá onde os erros devem ser impressos; para tal, foi necessário usar o fprintf

Se tentar compilar sem mais mudanças, o main.c apresentará alguns erros. Como por exemplo:

  • o que é NULL?
  • o que é stderr?
  • cadê a função fprintf?
  • cadê a função fopen?
  • cadê a função fclose?
  • cadê a função copiartxt?

Talvez reclame do que seja FILE, não lembro. Como corrigir isso? Bem, boa parte se resolve ao incluir o <stdio.h>. Então, ficaria assim:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
  FILE *file1 = fopen("Arquivo 1.txt", "r");
  if (file1 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 1.txt\"!");
    return 1;
  }

  FILE *file2 = fopen("Arquivo 2.txt", "w");
  if (file2 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 2.txt\"!");
    return 1;
  }
  copiartxt(file1, file2);

  fclose(file1);
  fclose(file2);

  return 0;
}

Mas continua sem a declaração de quem é copiartxt. Podemos usar uma forward declaration e o compilador ficará feliz.

ATENÇÂO: não é o código final

#include <stdio.h>

void copiartxt(FILE *fonte, FILE *destino);

int main(void)
{
  FILE *file1 = fopen("Arquivo 1.txt", "r");
  if (file1 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 1.txt\"!");
    return 1;
  }

  FILE *file2 = fopen("Arquivo 2.txt", "w");
  if (file2 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 2.txt\"!");
    return 1;
  }
  copiartxt(file1, file2);

  fclose(file1);
  fclose(file2);

  return 0;
}

Pronto, agora o compilador está satisfeito. Mas, será que isso é certo?

Veja bem: você precisou declarar no main.c uma coisa que é externa a ele. Se existisse algo que desse esse efeito, de ensinar ao compilador que existem forward declaration de funções sem precisar estar no arquivo main.c...

Mas, espera um pouco! Isso existe! É o que a diretiva de pré-compilação #include faz, ela "escreve" no arquivo fonte. Então, se magicamente existir um biblioteca.h que declare essa função, estou feito. O código do main.c ficaria então:

#include <stdio.h>
#include "biblioteca.h"

int main(void)
{
  FILE *file1 = fopen("Arquivo 1.txt", "r");
  if (file1 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 1.txt\"!");
    return 1;
  }

  FILE *file2 = fopen("Arquivo 2.txt", "w");
  if (file2 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 2.txt\"!");
    return 1;
  }
  copiartxt(file1, file2);

  fclose(file1);
  fclose(file2);

  return 0;
}

Pronto, agora todos estão felizes. Só precisamos criar o biblioteca.h, certo? Na verdade, mais ou menos... se você quiser que o arquivo header esteja coerente, quem implementa as funções que ele declarou deve, também, incluir o mesmo header. Se eu não fizer essa inclusão, poderia definir uma função copiartxt com outra assinatura, outras entradas. Então, isso significa que também é necessário fazer alguma alteração no biblioteca.c. No caso, a alteração é simplesmente incluir o biblioteca.h e ser feliz:

#include <stdio.h>
#include "biblioteca.h"

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2)
{
  char leitor[1000];

  while (fgets(leitor, 1000, file1) != NULL) {
    fputs(leitor, file2);
  }
}

Ok, agora só falta criar o arquivo biblioteca.h. Como sempre, vamos começar no seu cerne: a forward declaration da função copiartxt:

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2);

Pois bem, agora o compilador pode reclamar que não conhece o tipo FILE. Então, nada mais justo que já ensinar no header quem ele é:

#include <stdio.h>
void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2);

Agora pronto? Bem, ainda não... arquivos header em C necessitam de cuidados especiais. Você normalmente não deseja que ele seja incluído mais de uma vez no código. E sim, isso pode acontecer. Por exemplo, no biblioteca.c, há duas diretrizes de inclusão de <stdio.h>; a primeira, no próprio arquivo biblioteca.c, e a segunda vez no #include do biblioteca.h. Isso faz parte do pré processamento da linguagem C. Uma das alternativas para se fazer isso é através dos guardiões de inclusão (include guardians). Um guardião de inclusão clássico usa de duas características do pré processador:

  1. posso mandar um texto ao compilador de maneira condicional; portanto, posso ignorar texto de maneira condicional
  2. posso declarar coisas

Puxando o exemplo desta pergunta:

#ifndef FOO_H_INCLUDED
#define FOO_H_INCLUDED

class Foo
{  
   // código
};

#endif

Ele está protegendo o código através da declaração de FOO_H_INCLUDED. Então, podemos usar isso no nosso biblioteca.h:

#ifndef BIBLIOTECA_H_INCLUDED
#define BIBLIOTECA_H_INCLUDED

#include <stdio.h>
void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2);

#endif

Note que o guardião de inclusão deve ser único para cada header, caso contrário você pode ativar o guardião de outro header e causar uma confusão

Também existe um tal de #pragma once que faz algo parecido com o guardião de inclusão, mas é mais eficiente. O problema é que ele não é padrão, então nem todos os compiladores aceitarão ele. Leia mais.

Mas por que funcionou com void copiartxt(struct FILE *origem, struct FILE *destino)?

Basicamente porque, com ponteiros, diversos compiladores C vão ignorar se existe a tal da estrutura declarada. Tratando só como ponteiros, muitos compiladores C conseguem fazer misturas absurdas e nojentas, mas que no final das contas funcionam. Por isso que você pode usar um ponteiro para uma estrutura que não foi declarada (porém que se chama struct FILE).

No caso da <stdio.h>, em nenhum momento ela disponibiliza para você um struct FILE, pois você não precisa saber como é um FILE internamente. Por exemplo, na <stdio.h> disponibilizado pela GNU, linha 51:

typedef struct __sFILE FILE;

Notas adicionais

Se desejar ter compatibilidade com C++, basta incluir todos os forward declaration dentro de um bloco extern "C". Mas só faça isso para C++, C não conhece blocos extern "C":

#ifndef BIBLIOTECA_H_INCLUDED
#define BIBLIOTECA_H_INCLUDED

#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

Resumindo

Arquivo biblioteca.h (compatibilizado com C++):

#ifndef BIBLIOTECA_H_INCLUDED
#define BIBLIOTECA_H_INCLUDED

#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

Arquivo biblioteca.c:

#include <stdio.h>
#include "biblioteca.h"

void copiartxt(FILE *file1, FILE *file2)
{
  char leitor[1000];

  while (fgets(leitor, 1000, file1) != NULL) {
    fputs(leitor, file2);
  }
}

Arquivo main.c:

#include <stdio.h>
#include "biblioteca.h"

int main(void)
{
  FILE *file1 = fopen("Arquivo 1.txt", "r");
  if (file1 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 1.txt\"!");
    return 1;
  }

  FILE *file2 = fopen("Arquivo 2.txt", "w");
  if (file2 == NULL) {
    fprintf(stderr, "ERRO ao abrir \"Arquivo 2.txt\"!");
    return 1;
  }
  copiartxt(file1, file2);

  fclose(file1);
  fclose(file2);

  return 0;
}