总结C++重定义问题（multiple definition）_c++ multiple definition

我们都知道变量或者函数在一个项目中可以存在多次声明，但定义只能出现一次，如果出现多次，编译或链接时就会报multiple definition问题。下面就该问题简要探讨一下：

DEMO

// f.h
int a = 1;
 
// g.h
#include "f.h"
 
// main.cpp
#include "f.h"
#include "g.h"
int main()
{
}

编译

> g++ -o main main.cpp
In file included from g.h:1:0,
                 from main.cpp:2:
f.h:1:5: error: redefinition of ‘int a’
 int a = 1;
     ^
In file included from main.cpp:1:0:
f.h:1:5: note: ‘int a’ previously defined here
 int a = 1;

解释

main.cpp重复包含头文件f.h，等于定义两次变量a。

解决

头文件中加上宏保护#ifndef ...或者#pragma once，保证头文件在一个cpp文件编译过程中只会被包含一次。

// 修改后的f.h
#ifndef F_H_
#define F_H_
 
int a = 1;
 
#endif

思考

头文件加上宏保护就一定能防止重定义了吗？显然不能，如

// f.h
#ifndef F_H_
#define F_H_
 
int a;  // 不加extern关键字，就是定义
 
#endif
 
// f.cpp
#include "f.h"
 
// main.cpp
#include "f.h"
 
int main()
{
}

编译

> g++ -o main main.cpp f.cpp
/usr/bin/ld: /tmp/ccjDbdBf.o:(.data+0x0): multiple definition of `a'; /tmp/cc50XAei.o:(.data+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status

解释

宏保护只能保证头文件在一个cpp文件编程过程中不被重复包含，因此编译生成main.o，f.o是没有问题的，但是链接时发现main.o，f.o中都存在变量a的定义。

解决

不要在头文件中定义变量或函数。

// 修改后的f.h
#ifndef F_H_
#define F_H_
 
extern int a;
 
#endif
 
// 修改后的f.cpp
#include "f.h"
 
int a = 1;

注意这里说的是变量，如果头文件定义的是常量如const int a = 1;，被不同cpp包含时，编译和链接时不会报错。原因见C++ primer中的一段话

const int bufSize = 1024; // 缓冲区大小，编译器将在编译过程中把变量bufSize都替换成1024。
为了执行上述替换, 编译器必须知道变量的初始值。如果程序包含多个文件, 则每个用了const对象的文件都必须能访问到它的初始值才行。要做到这一点, 就必须在每一个用到变量的文件中都有对它的定义。为了支持这一用法, 同时避免对同一变量的重复定义, 默认情况下, const对象被设定为仅在文件内有效。当多个文件中出现了同名的const变量时, 其实等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。

拓展

做到以上两点基本能解决平时80%的重定义问题，那还有20%呢？

1. 两个cpp文件中定义了相同的全局变量

解决：a)换个名字，简单直接。b)如果不愿改名，那就至少要在其中一个变量定义前加上static或者const修饰。

解释：static修饰的变量或者函数只在当前编译单元内可见，不会与那些全局可见性的同名变量冲突。

还有其它场景欢迎补充。。。