多个定义和仅标头库

Question

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

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

我将 utils.c 中的所有内容移至 utils.h（当然还从项目中删除了 utils.c）。 utils.h 开头

#ifndef UTILS_H_
#define UTILS_H_

// and end with:
#endif

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

尽管如此，编译器还是抱怨：

/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 c 文件都被编译并获得自己的代码版本，然后在链接时会导致问题，但老实说我不知道​​如何解决这个问题。

Answer 1

如果您在头文件中定义变量并将标头包含在多个 c 文件中，那么您一定会收到多个定义错误，因为您违反了一个定义规则（ODR），该规则规定应该有一个翻译单元（头文件+源文件）中只有一个定义。

解决方案是：
您应该仅定义一次出现多个定义错误的实体。
对于函数：
在头文件（包含在其他源文件中）中声明函数原型，并在一个且仅一个源文件中定义函数。
对于全局变量：
您在头文件（包含在其他源文件中）中声明变量 extern，然后在一个且仅一个源文件中定义该变量。

Answer 2

您错过了 #ifndef _FOO_H / #define _FOO_H / #endif 构造的要点。这只能防止一个文件中出现多个包含内容。例如，它们可以防止以下情况：

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 不会重新定义内容）

现在是下一部分。

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

您可以根据您的编译器是否支持静态内联函数来执行此操作；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无法内联。

因此，将其改回您之前拥有的 utils.c 和 utils.h 构造，我认为它们正在工作并享受该软件。

Answer 3

如果您希望将 utils.h 函数“复制”到使用它的每个位置，只需在标头中使用 static 函数即可。 （C99 中的静态内联）

Answer 4

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。

您根本不能做这样的事情：

// 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头中声明 void foo(); 并定义< /em> 仅一次（通常在专用的 foo.c 中）。全局变量也是如此，应在标头中将其声明为 extern 并在源文件中定义。

包括警卫与此无关。它们仅用于防止一个翻译单元内的递归自包含或冗余多重包含。。

Answer 5

我最近看到一个库，它通过在其标头底部有第二个 ifdef 块来实现此目的，其中包含实现等，并要求在您的一个 c 文件中添加例如 #define FOO_IMPL。这意味着可以在需要的地方添加声明，但实现只会编译一次。所以：

library.h

void foo();

#ifdef FOO_IMPL
void foo() {
  printf("foo\n");
}
#endif

（加上任何其他样板文件）

program.c

...
#define FOO_IMPL // Only in exactly one compiled .c file, and nowhere else!
#include "library.h"
...

（我没有尝试编译我的示例代码，但希望它能说明问题。）