为什么在头文件中定义类时没有多重定义错误？答案

【问题标题】：Why is there no multiple definition error when you define a class in a header file?为什么在头文件中定义类时没有多重定义错误？
【发布时间】：2013-01-17 05:48:51
【问题描述】：

我不确定我是否正确地问了这个问题，但让我解释一下。

首先，我阅读了这篇解释声明和定义之间区别的文章： http://www.cprogramming.com/declare_vs_define.html

其次，我从之前的研究中知道，在头文件中定义变量和函数是不好的做法，因为在链接阶段，您可能有多个同名定义，这会引发错误。

但是，为什么课程不会发生这种情况？根据另一个SO答案（ What is the difference between a definition and a declaration? )，下面是一个类定义：

    class MyClass {
        private:
        public:
    };

如果上述定义在头文件中。然后，据推测，您可以拥有多个 #include 该标头的 .cpp 文件。这意味着在多个 .o 文件中编译后多次定义该类，但似乎不会造成太大问题...

另一方面，如果它是在头文件中定义的函数，显然会导致问题...据我了解...也许？

那么类定义有什么特别之处呢？

【问题讨论】：

你的头文件有头保护吗？
确实如此。但是，据我了解，标头保护只能防止同一源文件中的多个定义（stackoverflow.com/questions/2216765/…）。此问题主要与包含相同标头的多个源文件的情况有关。

标签： c++ linker header-files one-definition-rule

【解决方案1】：

您的类定义定义了该类，但没有定义该类的对象。可以在多个文件中定义类（或结构），因为您只是定义了一个 type，而不是该类型的变量。如果您只有定义，编译器将不会发出任何代码。
编译器实际上只有在您声明了这种类型的对象（即变量）后才会发出代码：

class MyClass myvar;

或：

class MyOtherClass { 
    public: ...
    private: ...
} myvar;         // note the variable name, it instantiates a MyOtherClass

这是您不希望在标头中执行的操作，因为它会导致 myvar 的多个实例被实例化。

【讨论】：

我不喜欢这个答案，因为也可以为函数声明类似的论点：“函数定义定义了一个函数，但没有调用它。”！

【解决方案2】：

单一定义规则（3.2，[basic.def.odr]）以不同的方式应用于类和函数：

1 - 任何翻译单元不得包含多个变量、函数、类类型、枚举类型或模板的定义。

[...]

4 - 每个程序都应包含该程序中 odr 使用的每个非内联函数或变量的准确定义 [...]

因此，虽然（非内联）函数在整个程序中最多可以定义一次（如果它们被调用或以其他方式使用，则只能定义一次），类可以定义与翻译单元一样多的次数（源文件），但每个翻译单元不超过一次。

这样做的原因是因为类是类型，它们的定义对于能够在翻译单元之间共享数据是必要的。最初，类（C 中的structs）没有任何需要链接器支持的数据； C++ 引入了虚成员函数和虚继承，这需要 vtable 的链接器支持，但这通常通过将 vtable 附加到成员函数（的定义）来解决。

【讨论】：

【解决方案3】：

类定义只是该类对象的一种蓝图。自 C 日以来，struct 一直如此。代码中实际上不存在任何类或结构。

【讨论】：