#pragma once 与 #ifndef 解析

本文详细介绍了C/C++编程语言中#include和#pragmaonce的使用方法及区别,包括它们如何防止文件被多次包含,以及各自的优势和劣势。通过对比,帮助开发者选择合适的预处理符号以优化代码编译过程。

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    为了避免同一个文件被include多次,C/C++中有两种方式,一种是#ifndef方式,一种是#pragma once方式。在能够支持这两种方式的编译器上,二者并没有太大的区别,但是两者仍然还是有一些细微的区别。
    方式一:

    #ifndef __SOMEFILE_H__
    #define __SOMEFILE_H__
    ... ... // 声明、定义语句
    #endif


    方式二:

    #pragma once
    ... ... // 声明、定义语句

    #ifndef的方式受C/C++语言标准支持。它不光可以保证同一个文件不会被包含多次,也能保证内容完全相同的两个文件(或者代码片段)不会被不小心同时包含。
    当然,缺点就是如果不同头文件中的宏名不小心“撞车”,可能就会导致你看到头文件明明存在,编译器却硬说找不到声明的状况——这种情况有时非常让人抓狂。
    由于编译器每次都需要打开头文件才能判定是否有重复定义,因此在编译大型项目时,ifndef会使得编译时间相对较长,因此一些编译器逐渐开始支持#pragma once的方式。

    #pragma once一般由编译器提供保证:同一个文件不会被包含多次。注意这里所说的“同一个文件”是指物理上的一个文件,而不是指内容相同的两个文件。你无法对一个头文件中的一段代码作pragma once声明,而只能针对文件。
    其好处是,你不必再费劲想个宏名了,当然也就不会出现宏名碰撞引发的奇怪问题。大型项目的编译速度也因此提高了一些。
    对应的缺点就是如果某个头文件有多份拷贝,本方法不能保证他们不被重复包含。当然,相比宏名碰撞引发的“找不到声明”的问题,这种重复包含很容易被发现并修正。

    #pragma once方式产生于#ifndef之后,因此很多人可能甚至没有听说过。目前看来#ifndef更受到推崇。因为#ifndef受C/C++语言标准的支持,不受编译器的任何限制;而#pragma once方式却不受一些较老版本的编译器支持,一些支持了的编译器又打算去掉它,所以它的兼容性可能不够好。一般而言,当程序员听到这样的话,都会选择#ifndef方式,为了努力使得自己的代码“存活”时间更久,通常宁愿降低一些编译性能,这是程序员的个性,当然这是题外话啦。

    还看到一种用法是把两者放在一起的:

    #pragma once
    #ifndef __SOMEFILE_H__
    #define __SOMEFILE_H__
    ... ... // 声明、定义语句
    #endif

    看起来似乎是想兼有两者的优点。不过只要使用了#ifndef就会有宏名冲突的危险,也无法避免不支持#pragma once的编译器报错,所以混用两种方法似乎不能带来更多的好处,倒是会让一些不熟悉的人感到困惑。

    选择哪种方式,应该在了解两种方式的情况下,视具体情况而定。只要有一个合理的约定来避开缺点,我认为哪种方式都是可以接受的。而这个已经不是标准或者编译器的责任了,应当由程序员自己或者小范围内的开发规范来搞定。

    btw:我看到GNU的一些讨论似乎是打算在GCC 3.4(及其以后?)的版本取消对#pragma once的支持。不过事实上,我手上的GCC 3.4.2和GCC 4.1.1仍然支持#pragma once,甚至没有deprecation warning,倒是GCC2.95会对#pragma once提出warning。
    VC6及其以后版本亦提供对#pragma once方式的支持,这一特性应该基本稳定下来了。

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CC++编程语言中,#pragma once 是一个非标准但是被广泛支援的前置处理符号,会让所在的档案在一个单独的编译中被include防范一次。以此方式,#pragma once 提供类似include防范的目的,但是拥有较少的程式码且能避免名称的碰撞。

请参考include防范里其中一种状况的范例或其他的使用方法。如下:

档案“grandfather.h”
#pragma once

struct foo {
    int member;
};
档案“father.h”
#include "grandfather.h"
档案“child.c”
#include "grandfather.h"
#include "father.h"

[编辑] 优缺点

使用#pragma once 代替 include 防范将加快编译速度,因为这是一种高阶的机制;编译器会自动比对档案名称或inode而不需要在标头档去判断 #ifndef#endif

另一方面,部份编译器,例如GCC,也包含特别的程式码来识别和有效率的管理 include 防范。[1]

此外,因为编译器自己必须承担管理 #pragma once,它不必定义新的指令名称,例如在 include防范文章范例的 H_GRANDFATHER。这能排除名称碰撞的风险,意思就是包含一个以上相同的标头档不会再有错误

然而,这种高阶的管理有好也有坏;设计者必须依赖编译器正确的管理 #pragma once。编译器如果犯错,例如没有辨认出在相同档案中的两个不同符号连结名称指标,此时编译会错误。编译器对于 #pragma once 可能包含相关的臭虫 LCC-Win32 2004年 [2][3] 和 GCC 1998年[4] 2005年,GCC 文件中将 #pragma once 列为“已淘汰”的特性。[5] 随着gcc 3.4的发布,gcc解决了#pragma once中的一些问题(主要是跟符号链接和硬链接有关),并且去掉了#pragma once的“已淘汰”的标签。[6]

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