使用#ifdef头文件保护将.h文件与.c文件链接在一起

Question

使用#ifdef头文件保护将.h文件与.c文件链接在一起

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我遇到了链接.h和.c文件的问题，我已经阅读了一些关于这个问题的帖子，但所有这些帖子都有点模糊，我还无法完全掌握它的概念，而且我遇到了很多链接问题。 假设我有b.c和b.h，我将在a.c中使用它们，我困惑是否应该在a.c和b.c中都包含b.h，因为b.c本身需要了解b.h中定义的结构，我有一些函数在b.h中具有原型，并在b.c中定义，这些函数还使用b.h中的结构，我没有在b.c中包含b.h，因为据我所知，b.h更像是接口，用于a.c使用b.c中的函数...这里有一个更清晰的例子

b.h文件

typedef struct{
int x, y;
}myStruct;

void funct1(myStruct);
void funct2(myStruct);

b.c 文件

void funct1(myStruct x)
{
    //do something
}

void funct2(myStruct y)
{
     //do something
}

a.c文件

#include "b.h"

int main()
{
myStruct x;
  funct1(x);
  funct2(y);
return 0;
}

在cygwin中执行了命令：gcc b.c a.c -g

现在令人困惑的是，当编译b.c时，存在链接错误，它无法检测到b.h中的结构和原型。因为我所知道的就是b.h用于从a.c链接b.c，但当两个.c文件都被编译时，似乎b.c找不到其结构和原型。

为什么我没有在b.c中包含b.h？ 答案：因为据我所知，b.h已经包含在a.c中了，如果我在b.c中再次包含它，我将重复包含 <---这是我目前所学到的，我知道有#ifdef，但似乎它不起作用，也许我还不知道如何使用它，如果您知道，请随意讨论。

如果您有任何想法，请告诉我一些。

注意：假设上述所有代码都符合语法规则，如果有任何拼写错误，请忽略，我只关注.h和.c之间的包含。

- lemoncodes

4个回答

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你需要在所有使用定义的结构的文件中包含。因此，你需要在两个文件中都加入#include <b.h>。为了避免多次加载，你需要使用指令#ifdef。在你的情况下：

b.h

#ifndef B_H
#define B_H

typedef struct{
    int x, y;
}myStruct;

void funct1(myStruct);
void funct2(myStruct);

#endif

和 b.c：

#include "b.h"

void funct1(myStruct x)
{
    //do something
}

void funct2(myStruct y)
{
     //do something
}

- William Seiti Mizuta

先生，当将b.h包含在a.c中时，是否b.c会检测到B_H已经定义了？ - lemoncodes

是的。指令 #define B_H 定义变量已定义。因此，当 #ifndef 搜索 B_H 时，它将返回 false 并跳过所有代码直到 #endif。重要的是，变量 B_H 只在一个 .h 文件中定义。 - William Seiti Mizuta

@WilliamSeitiMizuta：你的“Yeap”是错误的。当b.h被包含在a.c中时，b.c无法检测到它。b.h必须被包含在b.c中，这样B_H才能在b.c中定义。 - Remy Lebeau

我认为@WilliamSeitiMizuta理解了我的观点，我不是在谈论b.h，而是在谈论b.h中的B_H。 - lemoncodes

@lemoncodes Remy 是正确的。如果你在 b.c 中包含了 b.h，那么对于该编译单元来说 B_H 尚未被定义，即使你已经在 a.c 中包含了它。我已经更新了我的答案以进一步解释这个问题。 - JBentley

我想我明白他们的意思。b.h在每次编译时只读取一次，即如果您在a.c文件中放置#include "b.c"，则在编译a.c时只读取一次b.h。但是，如果同时编译两个.c文件，则每次编译都会读取b.h。 - William Seiti Mizuta

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正确的编码应该包括 b.h 在 b.c 中。

这里是一个应该可以工作的头文件保护：

#ifndef B_H_INCLUDED
#define B_H_INCLUDED
//header file
#endif

将您的声明放在注释所在的位置，并在需要的地方包含它们。

编辑我的理解是，因为a.c依赖于b.c，所以gcc首先编译b.c。但是当它首先编译b.c时，b.h尚未被包含。

- BenjiWiebe

我认为当我编译时，它是分别编译和链接的，所以顺序可能并不重要？ - lemoncodes

是的，最重要的是当前编译单元（即您不希望在同一单元内两次包含相同的文件）。 - JBentley

哦，如果是这样的话，其他的.c文件能够检测到，比如在你的例子中，如果B_H_INCLUDED已经存在了？ - lemoncodes

嗯，我的意思是你的B_H_INCLUDED在一个.h文件中，对吧？所以当这个.h文件被包含在a.c中，并再次被包含在b.c中时，它会不会出现B_H_INCLUDED已经定义的问题？ - lemoncodes

@lemoncodes：不。在编译器处理合并的代码之前，预处理器会将.h文件的内容复制到.c文件的内容中。在预处理后的.c文件中，“标志”仅存在于每个文件的基础上。多个.c文件是相互独立编译的。 - Remy Lebeau

显示剩余6条评论

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你需要在 b.c 中 #include b.h。这不仅仅是为了 a.c 的接口，b.c 也需要知道相同的定义来编写自己的代码。你不在 b.c 中包含 b.h 的理由是错误的。每个 .c 文件都是单独编译的。当编译器完成 a.c 后，它会重新开始处理 b.c。即使 a.c 包含了 b.h，因为 b.c 没有意识到 a.c 的存在，所以这并不重要。头文件保护的目的是防止在编译给定的 .c 文件时多次处理 .h 文件。如果没有保护，声明将被多次编译，导致现有符号的多个声明错误。

- Remy Lebeau

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可以查看英文原文，
原文链接

- JBentley · Accepted Answer

您确实需要在b.c中包含#include b.h。每个文件在链接器接管之前都会单独编译，所以即使您已经在a.c中包含了b.h，也没有问题，因为b.c是单独编译的，并且不知道b.h的内容，除非您将其包含进来。

以下是#include保护的示例。

// some_header_file.h
#ifndef SOME_HEADER_FILE_H
#define SOME_HEADER_FILE_H
// your code
#endif

当任何地方包含some_header_file.h时，如果SOME_HEADER_FILE_H已被定义，则在#ifndef和#endif之间的所有内容都将被忽略，这将在编译单元中第一次包含它时发生。

通常的做法是以文件名命名#define，以确保在项目内唯一。我也喜欢在前缀中加入我的项目或名称空间的名称，以减少与其他代码冲突的风险。

注意：即使有上述包含保护，同一头文件仍可以在项目中多次包含，只是不能在同一编译单元中包含两次。如下所示：

// header1.h
#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H
int test1 = 1;
#endif

// header2.h
#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H
int test2 = 2;
#endif

现在让我们看看当我们尝试包含上述两个文件时会发生什么。在单个编译单元中：

// a.cpp
#include "header1.h"
#include "header2.h"
#include <iostream>
int main()
{
   std::cout << test1;
   std::cout << test2;
};

这会生成编译器错误，因为test2没有定义 - 它在header2.h中被忽略，因为HEADER_H已经被定义了。现在，如果我们将每个头文件包含在单独的编译单元中：

// a.cpp
#include "header2.h"
int getTest2()
{
   return test2;
};

// b.cpp
#include "header1.h"
#include <iostream>
int getTest2(); // forward declaration
int main()
{
   std::cout << test1;
   std::cout << getTest2();
};

它能够成功编译并生成预期的输出（1和2），即使我们包含了两个定义了HEADER_H的文件。请注意，不需要解释，保留HTML标签。