多个定义和仅标头库答案

【问题标题】：Multiple definition and header-only libraries多个定义和仅标头库
【发布时间】：2012-01-02 08:52:02
【问题描述】：

我有一个包含多个 c 和 h 文件的 C 程序。我决定将程序的一部分设为“仅标题”，因此我将代码从 c 移至 h。现在我遇到了多重定义问题，我不知道为什么。例如：

main.c includes utils.h
vector.c includes utils.h

我将 utils.c 中的所有内容都移到了 utils.h（当然还从项目中删除了 utils.c）。 utils.h 以

开头

#ifndef UTILS_H_
#define UTILS_H_

// and end with:
#endif

为了确保我的后卫是独一无二的，我尝试更改它（例如：UTILS718171_H_）但它不起作用。

编译器仍然抱怨：

/tmp/ccOE6i1l.o: In function `compare_int':
ivector.c:(.text+0x0): multiple definition of `compare_int'
/tmp/ccwjCVGi.o:main.c:(.text+0x660): first defined here
/tmp/ccOE6i1l.o: In function `compare_int2':
ivector.c:(.text+0x20): multiple definition of `compare_int2'
/tmp/ccwjCVGi.o:main.c:(.text+0x6e0): first defined here
/tmp/ccOE6i1l.o: In function `matrix_alloc':
ivector.c:(.text+0x40): multiple definition of `matrix_alloc'
/tmp/ccwjCVGi.o:main.c:(.text+0x0): first defined here
...

问题可能是这样的：所有的 c 文件都被编译并获得他们自己的代码版本，然后在链接时它会导致问题，但老实说我不知道如何解决这个问题。

【问题讨论】：

尝试发布 utils.h。请记住只将原型或常量放在 utils.h 中
question 2174657 提供了一些关于何时/如何使用仅标头库的信息。

标签： c include multiple-definition-error

【解决方案1】：

如果您在头文件中定义变量并将头文件包含在多个 c 文件中，您一定会遇到多重定义错误，因为您违反了一个定义规则（ODR），该规则指出一个翻译单元（头文件+源文件）中应该只有一个定义。

解决办法是：
您应该只定义一次获得多个定义错误的实体。
对于函数：
在头文件中声明函数原型（包括在其他源文件中）并在唯一一个源文件中定义函数。
对于全局变量： 您在头文件中声明变量 extern（您包含在其他源文件中），然后在 one and only one 源文件中定义变量。

【讨论】：

为什么我可以在类头中定义成员函数？我知道这意味着函数将被内联，但这是唯一的原因吗？
虽然这个答案被接受了，但这不是这个问题的正确答案，因为它错过了整个要点：OP希望使用一个仅包含标题的文件，所有声明和定义都在同一个文件中.即使没有 Arduino IDE，在 Arduino 环境中也有必要这样做是有正当理由的。该答案仅表明您不应使用仅标头文件。有三种方法可以解决多重定义问题，每种方法都有不同的含义和成本。 IMO 此处适用的解决方案是将任何非成员函数声明为内联。
为什么ifndef 不能避免变量的多重定义？
@rsonx 因为标头被包含一次，但被多个源文件包含，每个源文件都构建自己的目标文件。每个都只包含一次标头，但目标文件不止一个。多个定义只有在尝试将它们链接在一起时才会显现出来。

【解决方案2】：

您错过了 #ifndef _FOO_H / #define _FOO_H / #endif 构造的要点。这只能防止在一个文件中包含多个内容。例如，它们可以防止这种情况：

foo.h：

  #ifndef _FOO_H 
  #define _FOO_H

  /* some C stuff here */

  #endif /* _FOO_H */

foo.c:

   #include <foo.h>
   #include <bar.h>
   ...

bar.h:

   #include <foo.h>
   ...

注意 foo.c 和 bar.h 都包含 foo.h；这里 #ifdef _FOO_H / #define _FOO_H / #endif 防止 foo.c 中的双重包含（bar.h 中包含的 foo.h 不会重新定义东西）

现在是下一部分。

为什么要将函数实现从 utils.c 移到 utils.h？另外，您为什么决定将其设为“仅标题”？

您可以这样做，具体取决于您的编译器是否支持static inline 函数；但即便如此，也不建议这样做，因为它很可能会使您的程序不必要地臃肿，因为您的 util 函数很可能非常复杂并且无论如何都不能内联。

因此，将其改回您之前拥有的 utils.c 和 utils.h 结构，我想，它正在工作并享受该软件。

【讨论】：

@Jeff Kelley：感谢您的编辑 :) 在不戴眼镜的情况下在黑暗的终端上写东西很难。

【解决方案3】：

您违反了单一定义规则。每个函数都必须精确定义一次，而您最终在每个翻译单元中定义它。

你只是不能做这样的事情：

// header.h
void foo() { }

// file1.c
#include "header.h"

// file2.c
#include "header.h"

唯一真正的解决方案是在标题中声明 void foo(); 并定义一次（通常在专用的foo.c 中）。全局变量也是如此，应该在头文件中声明为extern，并在源文件中定义。

包括守卫与此无关。它们仅用于防止递归自包含或冗余多重包含在一个翻译单元中。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您打算将utils.h 函数“复制”到每个使用它的地方，只需在标题中使用static 函数。（static inline 在 C99 中）

【讨论】：