在 C 中定义一个函数两次答案

【问题标题】：defining a function twice in C在 C 中定义一个函数两次
【发布时间】：2010-09-27 16:25:47
【问题描述】：

我有问题。我写了这段代码，啊。 a.c 和 main.c：

文件：a.h

#ifndef _a_H
#define _a_H
int poly (int a, int b, int c, int x);

int square (int x)
{
       return x*x;
}
#endif // _a_H

文件：a.c

#include "a.h"
int poly (int a, int b, int c, int x)
{
     return a*square(x) + b * x +c;
}

文件：main.c

#include <stdio.h>
#include "a.h"
int main()
{
    int p1 = poly1 (1 ,2 , 1, 5);
    int p2 = poly2 (1 ,1 , 3, 5);

    printf ("p1 = %d, p2 = %d\n", p1, p2);
    return 0;
}

我得到了一个错误：

/tmp/ccKKrQ7u.o：在函数'square'中：
main.c:(.text+0x0): 'square'的多重定义
/tmp/ccwJoxlY.o:a.c:(.text+0x0): 首先在这里定义
collect2: ld 返回 1 个退出状态

所以我将函数 square 的实现移到了 a.c 文件中，它可以工作了。

有人知道为什么吗？

感谢

【问题讨论】：

标签： c function header

【解决方案1】：

一般来说，*.c 文件被编译成 *.o 文件，*.o 文件被链接以构建可执行文件。 *.h 文件未编译，它们以文本形式包含在 *.c 文件中，此时它们是 #included。

因此，通过在两个单独的 *.c 文件中 #include "a.h" 两次，您已将 square() 的定义放入两个单独的文件中。编译这些文件后，您最终会得到两个 square() 副本，每个 *.o 文件中都有一个。然后，当您链接它们时，链接器会看到这两个文件，并生成错误。

如何避免这种情况？你已经发现了这一点。不要将函数定义放在 *.h 文件中。将它们放在*.c 文件中，并且只将函数声明放在*.h 文件中。

【讨论】：

另外，#define _a_H 对每个目标文件发生一次，因此 #ifndef _a_H 检查成功两次。
通常建议内联这样的小函数。通过在 .c 文件中声明它，它们仍然必须具有由 .o 文件中的符号名称导出的标准非内联版本。在这些情况下，最好将它们定义为static inline int square (int x) 以避免它。如果发生这种情况，最好在头文件中而不是在几个 .c 文件中进行。

【解决方案2】：

不要将代码放在头文件中。您的两个 .c 文件都包含 a.h，因此它们都实现了 square，因此您的链接器会报错。

【讨论】：

【解决方案3】：

当square() 在标头中时，它同时包含在 a.c 和 main.c 中，因此每个对应的目标文件都有自己的 square()，但没有 static 修饰符，它们具有完全相同的名称。将它移到 a.c 意味着它只定义一次。

如果你真的想要头文件中的函数，你可以用静态内联定义它：

static inline int square (int x)
{
       return x*x;
}

静态意味着每个包含 .h 的 .c 文件都有自己的 square() 版本，inline 意味着代码将被内联删除，实际上不会发生函数调用，这可能是你想要的这里

【讨论】：

thanx :) 但有一件事我不明白，如果在头文件中我写了 #ifndef _a_H #define _a_H 等，它应该知道不要包含它两次，所以如果它是在 a.c 中定义的在 main.c 中，所以它应该只包含一次。不？我错了吗？
标头保护防止它在同一个文件（或“编译单元”）中包含两次。您正在编译两个单独的 C 文件，因此每个文件都将包含标头，并且每个文件都将被正方形编译到生成的对象中。
顺便说一句，GCC（可能还有其他编译器）并不总是内联标有inline 的函数，有时内联静态函数未明确标记为内联。但是，inline 在定义静态函数但未使用时防止编译器警告。因此，static inline 是直接在头文件中定义微小函数的方式。
@Matt：main.c 和 a.c 在两个独立的编译器运行中编译（生成 main.o 和 a.o）。您的包含守卫保证每次运行时只包含一次标头，但每次编译仍然包含一次标头。
@Matt - 符号 _a_H 仅定义给 C 预处理器，而不是 C 编译器（它们可能是相同的可执行文件，但在逻辑上它们是不同的）。当您编译多个文件时，预处理器会启动每个未定义符号的源文件，因此 main.c 是否定义了 _a_H 无关紧要。当预处理器到达 a.c 时，它将不再有 main.c 中定义的任何预处理器符号。

【解决方案4】：

这是因为您的 C 编译器将每个 .c 文件构建为一个对象 (.o) 文件，然后链接这些对象文件以生成可执行文件。 .c 文件的内容及其包含的所有文件称为编译单元。

您的示例有两个编译单元：

main.c，包括stdio.h 和a.h → 编译为main.o
a.c，包括a.h → 编译为a.o

然后链接器 (ld) 尝试链接 .o 文件，但发现它们都定义了 square()，因为它位于共享的 a.h 中——因此出现错误。这就是为什么正如一些人已经指出的那样，您不应该将函数定义放在标题中。

如果您安装了nm 实用程序（您应该安装），您可以运行

$ nm main.o
$ nm a.o

在 shell 中查看square 存在于两个文件中。

（编辑：我想到的术语实际上是翻译单元，但在搜索时，它们似乎意味着几乎相同的东西。）

【讨论】：

我不想用太多额外的信息来混淆我的答案，但值得补充的是，构建 C 程序的步骤通常是 (1) 预处理； (2) 编译； (3) 对于某些系统，组装； (4)链接。整个过程通常被混淆地称为“编译”，但这里的答案说“编译”，它们具体指的是步骤 (2)。
+1 了解更多细节，提到 nm，我从未听说过，这很酷。

【解决方案5】：

您不能在头文件中编写实现（函数体），否则链接器将找到对该函数的多个引用。

通常，在头文件中只放置声明，而不是定义。

【讨论】：

【解决方案6】：

您已经回答了自己的问题：您已经定义了两次 square，一次在每个包含 a.h 的编译文件中。

为避免这种情况，您可以将 square 设为静态函数

static int square (int x)
{
   return x*x;
}

并添加编译器使用的任何内联提示，例如inline 或 __inline 也是。

【讨论】：