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Include Cpp？還可以這樣？

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「程序喵大人」，作者程序喵大人  。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系程序喵大人公眾號。

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前兩天突然看見部門有個項(xiàng)目的代碼里通篇全是#include "xxx.cpp"，我表示從來沒見過這種寫法，引發(fā)了我的一些思考：

問題一：這啥玩意?

C++是一門高深莫測的語言，什么寫法都有，而且#include本質(zhì)上就是復(fù)制粘貼代碼，我也不敢說別人寫的不對，可能開發(fā)者是C++大佬，寫了一些我們普通人無法理解的代碼也是正常的。

問題二：整個項(xiàng)目都是這種引用方式，不會導(dǎo)致某一函數(shù)重復(fù)定義嗎?

為此我查了一些資料，并做了一些測試：

代碼段1：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file1.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. using std::cout; 
    5.    
  
  
  
  5.  
    6.    
  
  
  
  6.  void ddd() { cout << "ddd \n"; } 
    7.

代碼段2：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file2.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "file1.cc" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. int main() { 
    5.    
  
  
  
  5.     ddd(); 
    6.    
  
  
  
  6.     return 0; 
    7.    
  
  
  
  7. } 
    8.

代碼段3：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // filec.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "file1.cc" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. void f() { 
    5.    
  
  
  
  5.     ddd(); 
    6.    
  
  
  
  6. } 
    7.

然后三個源文件一起編譯鏈接：

發(fā)現(xiàn)報錯了，的確出現(xiàn)了multiple definition的錯誤，確實(shí)一個函數(shù)不能有多個定義。我又改了下代碼：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file1.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. using std::cout; 
    5.    
  
  
  
  5.  
    6.    
  
  
  
  6. inline void ddd() { cout << "ddd \n"; } 
    7.

將ddd函數(shù)改成了內(nèi)聯(lián)函數(shù)，然后三個源文件一起編譯鏈接：

編譯成功且正常輸出。

我將普通函數(shù)改成成員函數(shù)又測試了一次：

代碼段1：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. file1.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. using std::cout; 
    5.    
  
  
  
  5.  
    6.    
  
  
  
  6. struct A { 
    7.    
  
  
  
  7.     int a_; 
    8.    
  
  
  
  8.     void func(); 
    9.    
  
  
  
  9. }; 
    10.    
  
  
  
  10.  
    11.    
  
  
  
  11. void A::func() { cout << "file1.cc a " << a_ << "\n"; } 
    12.

代碼段2：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file2.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "file1.cc" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. int main() { 
    5.    
  
  
  
  5.     A a; 
    6.    
  
  
  
  6.     a.func(); 
    7.    
  
  
  
  7.     return 0; 
    8.    
  
  
  
  8. } 
    9.

代碼段3：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // filec.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "file1.cc" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. void f() { 
    5.    
  
  
  
  5.     A a; 
    6.    
  
  
  
  6.     a.func(); 
    7.    
  
  
  
  7. } 
    8.

然后一起編譯鏈接：

發(fā)現(xiàn)成員函數(shù)這樣定義也會報錯，也會有multiple definition的錯誤，我又改了一下代碼：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file1.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. using std::cout; 
    5.    
  
  
  
  5.  
    6.    
  
  
  
  6. struct A { 
    7.    
  
  
  
  7.     int a_; 
    8.    
  
  
  
  8.     void func() { cout << "file1.cc a " << a_ << "\n"; } 
    9.    
  
  
  
  9. }; 
    10.

將函數(shù)的定義搬運(yùn)到了類中，編譯鏈接：

程序正常運(yùn)行，熟悉C++的朋友可能都知道原因，類中定義的函數(shù)就相當(dāng)于是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，所以編譯鏈接不會有問題。

所以得出結(jié)論：

  • 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義可以被多個源文件引入(內(nèi)聯(lián)函數(shù)到最后其實(shí)不是個函數(shù))
  • 類的定義可以被多個源文件引入(這是必須的，要不然編譯器怎么知道類的對象布局)

問題三：貌似平時使用的模板就多數(shù)都定義在頭文件中，這個不會導(dǎo)致某一函數(shù)重復(fù)定義嗎?

直接看三段代碼吧：

代碼段1：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // temp.h 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. template  
    5.    
  
  
  
  5. struct B { 
    6.    
  
  
  
  6.     T a; 
    7.    
  
  
  
  7.     void ff() { std::cout << "temph \n"; } 
    8.    
  
  
  
  8. }; 
    9.

代碼段2：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // filec.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "temp.h" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. void f() { 
    5.    
  
  
  
  5.     B a; 
    6.    
  
  
  
  6.     a.ff(); 
    7.    
  
  
  
  7. } 
    8.

代碼段3：

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // file2.cc 
    2.    
  
  
  
  2. #include "temp.h" 
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. int main() { 
    5.    
  
  
  
  5.     B a; 
    6.    
  
  
  
  6.     a.ff(); 
    7.    
  
  
  
  7.     return 0; 
    8.    
  
  
  
  8. } 
    9.

所有源文件編譯鏈接：

發(fā)現(xiàn)編譯成功且正常運(yùn)行，那如果函數(shù)的定義不在類內(nèi)會怎么樣呢?

  
 
 
 
       
  
  
  
  1. // temp.h 
    2.    
  
  
  
  2. #include  
    3.    
  
  
  
  3.  
    4.    
  
  
  
  4. template  
    5.    
  
  
  
  5. struct B { 
    6.    
  
  
  
  6.     T a; 
    7.    
  
  
  
  7.     void ff(); 
    8.    
  
  
  
  8. }; 
    9.    
  
  
  
  9.  
    10.    
  
  
  
  10. template  
    11.    
  
  
  
  11. void B::ff() { 
    12.    
  
  
  
  12.     std::cout << "temph \n"; 
    13.    
  
  
  
  13. } 
    14.

程序編譯鏈接后：

編譯鏈接成功且輸出正常結(jié)果。

所以得出結(jié)論：編譯器對模板做了特殊處理，不論模板類中函數(shù)是否內(nèi)聯(lián)，都可以正常鏈接。

這個結(jié)論其實(shí)不是我得出的(所以可信)，而是gnu文檔(參考資料的最后一個鏈接)寫的，上述代碼只是為了印證結(jié)論。

大體意思如下：編譯器對模板做了特殊處理，如果函數(shù)不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，那可以有兩種處理方式：

  1. 鏈接時隨機(jī)選擇一個定義，其它的丟棄掉
  2. 編譯器會把函數(shù)的定義單獨(dú)提出來，提到單獨(dú)一個文件中，對此文件單獨(dú)編譯，就不會出現(xiàn)重復(fù)定義的問題。

搞定，大家對此還有什么問題，歡迎留言!

參考資料

https://zybuluo.com/uuprince/note/81709

https://stackoverflow.com/questions/15866258/template-class-multiple-definition

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Template-Instantiation.html


當(dāng)前標(biāo)題：Include Cpp？還可以這樣？
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