错误复现

现在有一个头文件 duplicate_define.h 和两个源文件 duplicate_define_1.cpp 和 duplicate_define_2.cpp。

两个源文件都引入了头文件 duplicate_define.h，且在各自的函数中调用了定义在头文件中的全局函数 duplicateFunction()。

头文件中添加了 #pragma once 来方式头文件重复包含。

现在如果进行编译链接操作，会出现报错，我们以 vs 为例看一下具体的报错内容

原因

工程在编译时，每个编译单元（简单来说就是源文件以及引入的头文件构成了编译单元）都会引入头文件，也就是说 duplicate_define_1.cpp 和 duplicate_define_2.cpp 都在各自组成的编译单元中，引入（复制一份）了头文件 duplicate_define.h。

这导致每个编译单元都定义了相同的函数，也就是位于头文件中的 duplicateFunction()，而在链接时就会发现重复的函数。

解决方案

inline

inline 关键字赋予了函数“允许重复定义”的特性。在链接阶段，链接器从重复的 inline 函数中选择一个，而忽略其他副本。

当头文件中的函数定义为 inline 后，可通过编译。

static

static 关键字会改变函数和变量的链接属性，默认情况下全局变量和函数是外部链接，也就是它们可以被其他编译单元使用。

但一个添加了 static 的函数或变量只在它定义的编译单元中可见，这样，每个包含类似上面头文件的源文件都独立拥有 duplicateFunction()，在链接时互不冲突。

但正是因为独立拥有，所以浪费了空间。

扩展

扩展一

如果在公共头文件中定义类成员函数，为什么这个类成员函数在其他多个 cpp 中被调用时不会出现上述重复定义的问题呢？

答案很简单，因为类成员函数隐含就是内联的。

扩展二 - 头文件定义变量出现重复定义报错

原因也和头文件定义函数出现重复定义报错一样。除了使用 static 或 inline 的方法外，还可以使用 extern 的方式解决。

1. 使用 extern 方式

在头文件中声明但不定义

// myheader.h
extern int sharedVariable;  // 声明，不定义

在其中一个 cpp 文件中定义

// myvariable.cpp
#include "myheader.h"
int sharedVariable = 10;  // 定义并初始化

在另一个 cpp 文件中包含头文件并使用

// another.cpp
#include "myheader.h"
void useVariable() {
    sharedVariable = 20;  // 使用变量
}

2. 使用 inline 方式

如果使用 C17 或更高版本，可以在头文件中使用 inline 来定义变量

// myheader.h
inline int sharedVariable = 10;  // C17 特性，避免多重定义

3. 使用 static 方式

如果变量只需要在当前编译单元（.cpp）中使用，可以在头文件中使用 static

// myheader.h
static int sharedVariable = 10;  // 仅限当前文件，不会导致多重定义

参考

1. Header file contains function body, will lead to duplicated definition?
2. 链接器工具错误 LNK2005