В уроке о предварительных объявлениях мы усвоили, что идентификатор может иметь только одно определение. Таким образом, программа, в которой есть больше одного определения одной и той же переменной, получит ошибку компиляции:
|
1 2 3 4 5 6 7 |
int main() { int x; // это определение идентификатора x int x; // ошибка компиляции: дублирование определений return 0; } |
Это также относится и к программам, в которых одни и те же функции определены больше одного раза:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
#include <iostream> int foo() { return 5; } int foo() // ошибка компиляции: дублирование определений { return 5; } int main() { std::cout << foo(); return 0; } |
Хотя эти программы легко исправить (достаточно удалить строчки с дублированием), с заголовочными файлами дело может выйти немного щекотливее. Довольно легко попасть в ситуацию, когда определения, которые находятся в одном заголовке, будут подключены больше одного раза в определенный .cpp файл. Подобное характерно, когда один заголовок #include другой заголовок.
Рассмотрим следующий пример:
math.h:
|
1 2 3 4 |
int getSquareSides() { return 4; } |
geometry.h:
|
1 |
#include "math.h" |
main.cpp:
|
1 2 3 4 5 6 7 |
#include "math.h" #include "geometry.h" int main() { return 0; } |
Эта, казалось бы, невинная программа, не скомпилируется! Проблема кроется в определении функции в файле math.h. Давайте детальнее рассмотрим, что на самом деле происходит. Во-первых, main.cpp #include «math.h», в котором определение функции getSquareSides копируется в main.cpp. Затем main.cpp #include «geometry.h», который соответственно #include «math.h». В geometry.h находится копия функции getSquareSides с math.h, которая уже второй раз скопируется в main.cpp.
Таким образом, после выполнения всех директив #include, main.cpp будет с вот таким кодом:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
int getSquareSides() // с math.h { return 4; } int getSquareSides() // с geometry.h { return 4; } int main() { return 0; } |
Дублирование определений и, вследствии этого, ошибка компиляции. Если смотреть каждый файл по отдельности, то они будут без ошибок. Однако, в main.cpp, который #include два заголовочных файла с одним и тем же определением, мы столкнемся с проблемами. Если для geometry.h нужна функция getSquareSides, а для main.cpp нужен как geometry.h, так и math.h, то какое же решение?
Header guards
На самом деле решение простое – header guards (“охранники заголовков”, другое название — include guards). Header guards — это директивы условной компиляции, которые состоят из следующего:
|
1 2 3 4 5 6 |
#ifndef SOME_UNIQUE_NAME_HERE #define SOME_UNIQUE_NAME_HERE // ваши объявления и определения здесь #endif |
Если подключить этот заголовочный файл, то первое, что он сделает — это проверит, был ли ранее определен SOME_UNIQUE_NAME_HERE. Если мы впервые подключаем этот заголовок, SOME_UNIQUE_NAME_HERE еще не был ни разу определен. Следовательно, мы #define (определяем) SOME_UNIQUE_NAME_HERE и пишем основной код заголовочного файла. Если мы раньше уже подключали (#include) этот заголовок, то SOME_UNIQUE_NAME_HERE уже определен. Таким образом, при подключении заголовка второй раз, весь заголовок будет игнорироваться.
Все ваши заголовочные файлы должны быть с header guards. SOME_UNIQUE_NAME_HERE может быть любым идентификатором, которое вы только захотите, но, как правило, в качестве идентификатора используется имя заголовка с приставкой _H. Например, в math.h header guard будет MATH_H:
math.h:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
#ifndef MATH_H #define MATH_H int getSquareSides() { return 4; } #endif |
Даже заголовочные файлы стандартной библиотеки используют header guards. Если бы вы взглянули на заголовок iostream из Visual Studio, вы бы увидели:
|
1 2 3 4 5 6 |
#ifndef _IOSTREAM_ #define _IOSTREAM_ // содержимое здесь #endif |
Вернемся к примеру с math.h, но уже с использованием header guards.
math.h
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
#ifndef MATH_H #define MATH_H int getSquareSides() { return 4; } #endif |
geometry.h:
|
1 |
#include "math.h" |
main.cpp:
|
1 2 3 4 5 6 7 |
#include "math.h" #include "geometry.h" int main() { return 0; } |
Теперь, когда main.cpp #include «math.h», препроцессор будет видеть, что MATH_H еще не был определен. Содержание math.h копируется в main.cpp и MATH_H определяется. Затем main.cpp #include «geometry.h», который #include «math.h «. Препроцессор видит, что MATH_H уже был ранее определен и содержимое между header guards игнорируется.
Таким образом, используя header guards, мы предотвратили дублирование определений.
#pragma once
Большинство компиляторов поддерживают более простую, альтернативную форму header guards — директиву #pragma:
|
1 2 3 |
#pragma once // ваш код здесь |
#pragma once используется, как и header guards, но имеет дополнительные преимущества – она короче и менее подвержена ошибкам. Файл stdafx.h, который мы постоянно подключаем в Visual Studio в проектах, использует именно эту директиву вместо header guards.
Однако, #pragma once не является официальной частью языка C++, и не все компиляторы имеют её поддержку (хотя большинство современных компиляторов поддерживают).
В целях полной совместимости, мы рекомендуем использовать header guards.
Выводы
Header guards предотвращают копирование содержимого заголовочного файла больше одного раза в какой-либо один файл, в целях избежания дублирования определений.
Обратите внимание, что дублирование ОБЪЯВЛЕНИЙ (не определений) не вызывают те же проблемы, что с определениями, так как объявление может быть объявлено несколько раз без инцидентов, но даже если ваш заголовочный файл состоит из одних только объявлений, по-прежнему считается хорошим тоном использовать header guards.
Тест
1) Используя приведенный выше пример с math.h, добавьте header guards в файл geometry.h
Ответ
Чтобы увидеть результат, нажмите на ссылку.
Ответ 1
|
1 2 3 4 5 6 |
#ifndef GEOMETRY_H #define GEOMETRY_H #include "math.h" #endif |
Оценить статью:
(128 оценок, среднее: 4,73 из 5)
Загрузка...
Автор и создатель Ravesli. Помогаю себе и другим развиваться в программировании и IT. Руководствуюсь правилом: "Не знаешь как сделать - сделай просто!".
Не совсем понятно. В предыдущем уроке вы говорили, что директивы распространяются только на код, написанный в данном файле, а здесь выходит так, что #ifndef из geometry.h видит #define из math.h.
Он видит #define из math.h потому, что весь math.h был #include в geometry.h. В том числе и со всеми его #define. А geometry.h в свою очередь уже был #include в main.cpp, т.е. полностью переписан туда. Так же, как и math.h.
В итоге, когда препроцессор закончит (надеюсь так правильно говорить) со всеми нашими .h файлами (но не закончит еще с main.cpp), мы получим какой-то такой "ужас", хотя по сути и не увидим его глазами(наверное поэтому сложно это воспринимать?):
И только потом будут выполнены следующие команды препроцессора в main.cpp(помним, что они выполняются по очереди, т.е. сначала переписывается весь #include, а потом ниже по тексту все наши #define), после чего все это уже компилируется и отрабатывает. А cout вполне отлично будет выводить циферку 4.
P.S.
Я наверное так "хорошо" объяснил этот момент, что стало только еще более непонятно?))
А вообще хотелось бы услышать и ответ Юрия — так оно или не так работает? Вдруг я не правильно понял, но решил что правильно только потому, что оно у меня работает?)) Хотя если работает, то видимо таки правильно)