对头文件和实现文件之间的关系感到困惑

Question

我正在使用 Code::Blocks。当我创建一个头文件foo.h 并在其中提出声明以及实现时，编译工作正常。创建一个foo.cpp 文件并在其中添加任何内容仍然有效。但是当我在实现文件中包含头文件，但将实现保留在头文件中时，我收到一个关于 multiple declarations 的错误。

我当前项目的示例

// header-file `GKit/math/blendprocs.cpp`
#include "GKit/utils/Color.h"

#ifndef _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_
#define _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_

    namespace GKit {
        namespace math {

            void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX) {
                D.a = A.a + (1 - A.a) * B.a;
                D.r = (A.a * A.r + (1 - A.a) * B.a * B.r) / D.a;
                D.g = (A.a * A.g + (1 - A.a) * B.a * B.g) / D.a;
                D.b = (A.a * A.b + (1 - A.a) * B.a * B.b) / D.a;
                GKIT_UTILS_COLOR_NORMALIZE(D);
            }

        }
    }

#endif // _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_

// implementation-file `GKit/math/blendprocs.cpp`
#include "GKit/math/blendprocs.h"

// Compilation output
-------------- Build: Debug in GKit ---------------

Compiling: GKit\math\blendprocs.cpp
Linking console executable: bin_debug\GKit.exe
build_debug\GKit\math\blendprocs.o:C:\Users\niklas\Desktop\GKit/./GKit/math/blendprocs.h:10: multiple definition of `GKit::math::blendAoverB(GKit::utils::Color const&, GKit::utils::Color const&, GKit::utils::Color&)'
build_debug\main.o:C:\Users\niklas\Desktop\GKit/./GKit/math/blendprocs.h:10: first defined here
collect2: ld returned 1 exit status
Process terminated with status 1 (0 minutes, 0 seconds)
2 errors, 0 warnings

你能帮我理解这个错误吗？

Answer 1

您在标题中有定义。该定义将在包含该标头的任何源文件中重复；因为在程序中有多个定义通常是错误的，所以构建失败。这被称为单一定义规则，有时也被称为 ODR。

两个最佳选择是：

• 将定义移到源文件中，只在标题中留下声明，或者
• 在定义中添加inline；这放宽了规则并允许在一个程序中进行多个定义，只要它们都是相同的。

此外，您不应该为包含保护使用保留名称；您应该从_GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_ 中删除最初的_；最好将这些守卫放在标题的开头，在任何#include 指令之前。

Answer 2

在您的头文件中，您通常只会输入：

// header-file `GKit/math/blendprocs.cpp`
#ifndef _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_
#define _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_

#include "GKit/utils/Color.h"

namespace GKit {
    namespace math {

        void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX);

    }
}

#endif // _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_

然后在您的 CPP 文件中放置实际的实现：

// implementation-file `GKit/math/blendprocs.cpp`
#include "GKit/math/blendprocs.h"

namespace GKit {
    namespace math {

        void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX) {
            D.a = A.a + (1 - A.a) * B.a;
            D.r = (A.a * A.r + (1 - A.a) * B.a * B.r) / D.a;
            D.g = (A.a * A.g + (1 - A.a) * B.a * B.g) / D.a;
            D.b = (A.a * A.b + (1 - A.a) * B.a * B.b) / D.a;
            GKIT_UTILS_COLOR_NORMALIZE(D);
        }

    }
}

否则，您的函数的实现将在包含标头的所有 CPP 文件中结束，这会使链接器在尝试解析 blendAoverB 的地址时感到困惑，因为它可以在其对应的所有目标文件中找到它CPP 文件包含实现的头文件。

附带说明，最好将包含防护（#ifndef _GKIT_MATH_BLENDPROCS_H_）放在头文件中的其他任何内容之前（cmets 除外）。

Answer 3

您应该内联您的实现或将实现放在 cpp 文件中，而不是两者兼而有之。

// header "GKit/math/blendprocs.h"
#pragma once

#include "GKit/utils/Color.h"

namespace GKit {
        namespace math {
            void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX);
        }
    }

// implementation "GKit/math/blendprocs.cpp"
#include "GKit/math/blendprocs.h"

namespace GKit {
        namespace math {

            void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX) {
                D.a = A.a + (1 - A.a) * B.a;
                D.r = (A.a * A.r + (1 - A.a) * B.a * B.r) / D.a;
                D.g = (A.a * A.g + (1 - A.a) * B.a * B.g) / D.a;
                D.b = (A.a * A.b + (1 - A.a) * B.a * B.b) / D.a;
                GKIT_UTILS_COLOR_NORMALIZE(D);
            }

        }
    }

或者使用 inline 关键字将其正确内联到标题中。

// header "GKit/math/blendprocs.h"
#pragma once

#include "GKit/utils/Color.h"

    namespace GKit {
        namespace math {
            inline void blendAoverB(GKIT_COLORBLENDPROC_ARGSX) {
                D.a = A.a + (1 - A.a) * B.a;
                D.r = (A.a * A.r + (1 - A.a) * B.a * B.r) / D.a;
                D.g = (A.a * A.g + (1 - A.a) * B.a * B.g) / D.a;
                D.b = (A.a * A.b + (1 - A.a) * B.a * B.b) / D.a;
                GKIT_UTILS_COLOR_NORMALIZE(D);
            }
        }
    }

Answer 4

这正是消息所说的。您应该熟悉内联和 ODR。你不能有多个定义，它是针对 ODR 的。我猜你的 blendprocs.cpp 不止一次包含在不同的编译单元中。与Why aren't my compile guards preventing multiple definition inclusions?相关

ODR：

http://en.wikipedia.org/wiki/One_Definition_Rule