[C++知识库]0.3头文件重复包含的问题

头文件重复包含的问题

1.避免头文件重复包含的原因

避免头文件包含主要有两个原因：

• 在编译C++程序的时候，编译器首先要对程序进行预处理，预处理其中一项工作就是将源程序中#include的头文件完整的展开，如果多次包含相同的头文件，会导致编译器在编译的步骤多次编译该头文件，会导致编译速度变得缓慢。
• 头文件包含的最大问题是使程序在编译链接的时候崩溃。

例如：

//头文件a.h
int a=0;

//头文件b.h
#include"a.h"
void f(){}

//主函数main.cpp
#include"a.h"
#include"b.h"
int main(){
    return 0;
}

执行上述代码会得到一个错误："a":重定义；多次初始化

上述代码进行预编译后会生成如下代码：

int a=0;
int a=0;
void f(){}
int main(){
return 0;
}

头文件在main.cpp中展开，重复出现了int a=0,违背了一次定义的原则，所以会出错。

2.如何避免头文件重复包含

通常有两种做法:

• #pragma once,可以防止头文件被重复包含，放在头文件的最开始，该头文件编译时只能被编译一次。#pragma once是微软编译器独有的。

还是上面的例子，我们知道会出现重复定义的情况，但我们如果使用#pragma，效果如下：

//头文件a.h，使用#pragma once
#pragma once
int a=0;

//头文件b.h
#include"a.h"

上述代码进行编译后会生成如下代码：

int a=0;     //#include"a.h"生成
void f(){}   //#include"b.h"发现
int main(){
    return 0;
}

上述编译预处理main.cpp的过程：

①打开a.h，将#pragma once后面的内容包含进main.cpp中，关闭a.h.

②打开b.h,直接跳过#include”a.h”语句，执行b.h后面的语句，从而避免重复包含

• 条件编译，想要跨平台使用最好使用条件编译

上面的例子用条件编译实现

//头文件a.h,用条件编译实现
#ifndef A.H
#define A
int a=0;
#endif

//头文件b.h
#include"a.h"
void f(){}

//主函数main.cpp
#include"a.h"
#include"b.h"
int main(){
    return 0;
}

上述代码进行编译后会生成如下代码：

#define A    //#include"a.h"生成
int a=0;     //#include"a.h"生成
void f(){}   //#include"b.h"发现
int main(){
    return 0;
}

上述编译预处理main.cpp的过程：

①打开a.h,发现A未定义，执行#ifndef A和#endif之间的语句。语句中宏定义了A，即包含#define A，这是为了头文件重复包含时，发现已经定义了A就不会重复包含这个头文件了。 关闭a.h.

②打开b.h,打开a.h，发现已经定义了A，因此关闭a.h而不执行其内容，继续执行b.h后续内容。