知识点滴 - 关于头文件的重复包含问题

使用Include guard的目的

C Language Tutorial => Header Include Guards

2.12 — Header guards – Learn C++

C/C++中，#include，这个预处理命令会将此命令后面的文件内容包含进来。

而一般情况下，后面是一个头文件, 比如name.h，因为一般都在源文件的开头来包含，所以叫头文件。

头文件里面的内容其实没有严格限制，可以包含变量或函数的声明或定义，还有类型的定义，宏定义等。

而对一个源文件，.c或.cpp文件，处理完预处理指令，将头文件包含进来并替换宏定义后，得到的就一个可编译单元 - translation unit (TU)。

对于这个可编译单元来讲，是可以包含很多个头文件，头文件里还可以包含其他头文件，所以才会有一个头文件会被间接的多次包含的问题。

对于函数声明来说，如果一个编译单元里出现多次相同的声明没有问题，但如果是一个编译单元里对同一个对象(变量)或类型有多个定义，或者是同一个作用域里有重复定义，比如全局空间有重复定义，就会编译报错。

在C/C++中，一个类型只能定义一次，比如对相同的结构体类型定义只能出现一次，不能重复。

所以在包含头文件时，里面的内容都是一些类型定义，就不能重复包含。这也包括一些宏定义，也不能重复定义。

重复包含一个头文件，可能会导致编译错误，就算头文件中都是可以重复出现的声明之类的内容，多次包含的话，也会增加预处理器或编译器的工作量，增加软件构建的时间。

而一般情况下， 头文件中包含较多的内容都是forward declaration，前向声明，表示还没有给出完整的定义的标识符(表示编程的实体，如数据类型、变量、函数)。有了这个声明，编译的源文件就可以使用此标识符，而不需要关系其定义与否。在链接阶段，才会使用到具体的定义。

尤其在很大的项目中，头文件很多，其内容很长时，这会降低开发效率，增加开发成本。

为了解决重复包含头文件的问题，引入了header guard(或者叫include guard)，来防止头文件的多次包含。

header guard使用条件编译指令，一种预处理指令。

在一个源文件中包含此头文件my_include.h时，会检查此宏定义是否定义，如果是第一次包含，没有定义，则下一步定义这个宏，并将后面的内容包含进来。

然后预处理器对此源文件继续操作，后面再出现包含此头文件时，因为这个宏已经定义，则后面内容不会包含进来。

注意，这里宏生效的范围仅在单个源文件内。

例如：

my_include.h

#ifndef SOME_UNIQUE_NAME_HERE

#define SOME_UNIQUE_NAME_HERE

// your declarations (and certain type