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Alguém saberia me explicar a utilidade e como criar a header file em c com um exemplo?

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A compilação de um programa escrito em C é feita resumidamente em duas etapas:

  1. Compilação: Traduzir cada source (.c) (chamado unidade de tradução) em um objeto (.o)
  2. Linking: Unir todos os objetos em um programa executável ou biblioteca

O objetivo dessa separação é ganhar tempo. Primeiro que a compilação ocorre em partes, um arquivo por vez, evitando saturar a memória e o tempo de otimização. Depois que você só precisa recompilar os sources que você alterar, não todos.

Dessa forma o compilador não tem nenhuma informação sobre quais são as funções e variáveis expostas pelas outras unidades de tradução, apenas a que ele está lidando no momento. Os arquivos de cabeçalho são a forma de especificar essa interface. O compilador considera que qualquer coisa que você declarar mas não definir será definido em outra unidade. Assim se agrupa essas declarações em arquivos. Ao #incluir um arquivo em outro você está apenas copiando tudo que tem nele. É comum também incluir o cabeçalho no arquivo que o implementa (define suas declarações) como uma forma de provocar erros caso você defina algo diferente do que você inicialmente declarou. Outra utilidade é usar as funções antes que você mesmo as defina. Um exemplo:

foobar.h:

#ifndef FOOBAR_H   // guardas de cabeçalho, impedem inclusões cíclicas
#define FOOBAR_H

extern int baz;    // declaração de uma variável global
                   // como é global, valor inicial é zero.

int foo(long arg); // declaração de uma função
int bar(void);     // outra

#endif

foobar.c:

#include "foobar.h"

int baz; // definição da variável

int foo(long arg) {
    baz += arg;
    return baz + bar() - 2; // só posso chamar bar() aqui porque a declarei antes
}

int bar(void) {
    return 4;
}

main.c:

#include "foobar.c"
#include <stdio.c> // a libc vai definir essas funções

int main() {
    printf("%d\n", foo(2)); // 4
    printf("%d\n", foo(2)); // 6
    baz = 3;
    printf("%d\n", foo(2)); // 7
}

Assumindo que você esteja usando o gcc, compile assim:

gcc -c foobar.c -o foobar.o
gcc -c main.c -o main.o
gcc foobar.o main.o -o meuprograma
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Arquivos header, de cabeçalho, são bibliotecas, nelas há coleção de funções. É exatamente igual a stdio.h, string.h e demais bibliotecas comumente utilizadas, nestas a inclusão no arquivo .c é feita com os símbolos <>, #include <stdio.h>, porque o arquivo stdio.h está localizado em uma pasta chamada include, que por sua vez está dentro da pasta do compilador.

Quando o arquivo header está fora desta pasta do compilador, mas na mesma repartição do código que irá utiliza-lo, usa-se aspas duplas, desta forma: #include "minhaBiblioteca.h". Caso o arquivo esteja em outra pasta, você precisará informar passo-a-passo o caminho entre aspas dupla e usando o / para ir acessando até a pasta de destino do arquivo .h a ser utilizado, como no prompt de comando.

Benefícios:

  1. Reutilização de código. Fica mais fácil depois, em um projeto, reutilizar funções pré feitas e compiladas, não é preciso reimplementá-las.
  2. Organização. Omitindo a implementação, apenas a lógica utilizada no arquivo principal é vista pelo programador, há menos linhas para analisar. E pressupõe-se, que as funções estão corretas, é bom ponto de partida para achar futuros erros na utilização delas.
  3. Omissão da implementação das funções, classes e/ou métodos. Com isso, o usuário limita-se à interface da biblioteca, não tem ideia da implementação, e você acaba tendo sigilo sobre a técnica utilizada, que pode ser só sua. Isso também evita alterações indevidas e, de certa forma, usos inapropriados, já que você especifica como usar certa função.

Organização:

No arquivo helloWorld.h você coloca protótipos, variáveis, enfim, declarações.

 #ifndef HELLOWORLD_H
 #define HELLOWORLD_H

 void helloWorld();

 #endif

No arquivo helloWorld.c você fará as implementações.

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

 void helloWorld()
 {
    printf("Hello World!");
 }

E no main.c, o arquivo principal, fará o uso propriamente dito do que foi implementado no arquivo helloWorld.c.

 #include "helloWorld.c"

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

A sequência de compilação deve ser, obviamente, em primeiro a implementação (helloWorld.c), para depois você poder usá-lo - estou considerando aqui o uso de uma IDE como Code::Blocks, que compila e linkedita diretamente, gerando diretamente o executável e executando-o, inclusive.

Há ainda a possibilidade de compilar no prompt de comando, a ordem de compilação não interessa desta forma, pois os cabeçalhos serão incluídos na linkedição dos códigos objetos (.o) e não na compilação, processo que será feito sobre o código em Linguagem C (.c).

gcc -c main.c -o main.o
gcc -c helloWorld.c -o helloWorld.o
gcc main.o helloWorld.o -o helloWorld
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Arquivos header são utilizados só pra definição do que se quer usar, por exemplo uma função

int soma (int x, int y)
{
    return x + y;
}

no header ficaria como

int soma (int x, int y);

e no .c/.cpp ficaria

int soma (int x, int y)
{
    return x + y;
}

porque quando se da include nos headers, você está à procura da definição das funções/variáveis, e não a implementação dela, que no caso fica armazenada nos arquivos .obj se não me engano na hora da compilação...

isso evita o compilador de ficar recompilando código toda hora...

um exemplo melhor é no caso de uma biblioteca dinâmica (.dll) ou estática (.lib)

você além de precisar da dll (que é o código compilado - igual o .obj), você precisa dos cabeçalhos (headers) que definem as funções à serem utilizadas...

por isso tamém não é recomendável você escrever implementações nos cabeçalhos, pois acelera o processo de compilação caso uma função já tenha sido compilada

espero ter sido claro na explicação!

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