基于C++類型重定義的使用詳解

2020-01-26 16:13:14

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供稿：網友

這幾天工作時碰到一個C++的編譯錯誤(我使用的是Visual C++ 7.0)，說是有一個類重復定義，仔細想想我們的這個項目也是做了好幾個Release了，內部代碼應該不會有這樣的低級錯誤，真把類型給重復定義了，檢查結果正如我預料的一樣。就這樣，我左右沒找到原因，被一個編譯錯誤給卡在那里了。（在我的概念中，程序錯誤的等級為：編譯錯誤－>鏈接錯誤－>邏輯錯誤，此錯誤屬于最低級）。這時我仔細看了一下錯誤提示，發現重復定義是由于從兩個不同的路徑包含了同一個頭文件而引起的，同事也建議從另外一個路徑打開工程試試，這才慢慢發現了原因。這個原因可能有些拗口，而事實上要出現這種錯誤也有些"曲折"，讓我從不同情況下的類型重定義來解釋一下吧。
我總結的類型重定義情況有三。
一、沒有在文件頭加#pragma once指示符。

復制代碼代碼如下:

Type1.h:
//#pragma once
class Type
{
};
Main.cpp:
#include "Type1.h"
#include "Type1.h"
int main(int argc, char *argv[])
{   
return 1;
}

#pragma once的作用是保證本文件只被編譯一次，如果沒有在Type1.h中加這句話，那么在main.cpp里面包含了兩次Type1.h，就相當于在main.cpp里面定義了兩次Type類，自然就是類型重定義了。

二、兩個不同的頭文件中定義了相同的類型（均有#pragma once）

復制代碼代碼如下:

Type1.h:
#pragma once
class Type
{
};
Type2.h:
#pragma once
class Type
{
};
Main.cpp:
#include "Type1.h"
#include "Type2.h"
int main(int argc, char *argv[])
{   
return 1;
}

這里main.cpp中同時包含了Type1.h, Type2.h兩個頭文件，雖然其文件頭都有#pragma once，但因為是不同的文件，預編譯器還是會兩次把Type類的定義放在Main.cpp中，所以也會出現了重定義。

三、從兩個不同的路徑包含了同一個頭文件
前面兩種是比較常見，也是比較容易解決的情況，而這里要講的第三種情況，比較少見，而且一般出現在有虛擬映射盤的時候。（這樣才能做到從兩個不同的路徑包含同一個頭文件），其他會在什么時候出現，我還沒想到，知道的朋友頂一下：）。下面我來分析一下：
1）有VC工程在D:/Test目錄下。
2）映射虛擬盤X為D:/Test.
不熟悉的網友可以按此操作: 開始->運行->在運行窗口輸入：cmd->在cmd窗口輸入：
Subst X: D:/Test
3）該工程有文件Type1.h, main.cpp

復制代碼代碼如下:

Type1.h:
#pragma once
class Type{};
Main.cpp:
#include "Type1.h"
#include "X:/Type1.h"
int main(int argc, char *argv[])
{   
return 1;
}

這里我們在main.cpp這樣包含了兩個頭文件，從本質上來講，它們都對應于物理盤D:/Test下的文件Type1.h, 是同一個文件。但在不同的操作下， VC對其有不同的解釋。#include "X:/Type1.h"用的是絕對路徑，自然沒有什么異議，但#include "Type1.h"卻有些變化:
•假如我從D:/Test/下打開工程，那么#include "Type1.h"其實就是#include "D:/Test/Type1.h"
•假如從X:/下打開工程，那么#include "Type1.h"就解釋為#include "X:/Type1.h"
4）在D:/Test下打開工程，編譯，出現類型Type重復定義錯誤
這種情況下，main.cpp預編譯為:

復制代碼代碼如下:

Main.cpp:
#include "D:/Test/Type1.h"
#include "X:/Type1.h"
int main(int argc, char *argv[])
{   
return 1;
}

#pragma once只保證本文件被編譯一次，這里VC將其認為是兩個不同的文件，所以都要編譯，出現編譯錯誤自然也就不奇怪了。
當然，這里如果從X:/ 下打開工程的話，VC就會認為都是從X:/Type1.h下包含這個文件，#pragma once起到了作用，也就不會出現類型重定義了

四、總結
我在VC7, VC8,和Dev C++中都測試了第三種情況，發現只有Dev C++是可以通過編譯的。這可能是微軟VC的#pragma once還不夠智能吧，輕易的被Windows的虛擬盤給蒙蔽了雙眼，看不到其本質（只是猜測，或許VC這么處理是有其他用意的）。

因為在稍大一點的工程開發中，我們一般都會用虛擬盤來方便工作，一是訪問快捷，簡化了路徑，二是因為多人協同開發，我們一般希望大家源代碼路徑相同，但我們不應強制要求大家都把源代碼放死在某一目錄下，這時把你放源代碼的路徑映射為一個虛擬盤（比如說統一為X:）就能把大家的代碼路徑統一起來了。但是另一方面，有了虛擬盤，就為出現類型重定義提供了條件，以下是我得出的兩個解決方法：
1）拋棄#pragma once使用古老但集穩定性與移植性于一身的

復制代碼代碼如下:

#ifndef _XXX_H
#define _XXX_H
//...#endif

來保證頭文件只被編譯一次。這樣不管是包含兩個相同的文件，還是包含兩個不同的文件，或是包含兩個文件相同但路徑不同的文件，只要_XXX_H被定義過，就不會再編譯那個編譯(但這里我們要保證_XXX_H的唯一性，如果兩個不同的頭文件里用了同一_XXX_H,是會出問題的)
2）在包含頭文件時，不要使用絕對路徑，哪怕那是虛擬盤的絕對路徑。

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