這個僅標頭的庫如何防止鏈接程序問題？

Question

閱讀了這個問題之后，我以為我理解了所有內容，但是隨后我從一個流行的僅標頭庫中看到了這個文件 。

該庫使用#ifndef行，但是SO問題指出這不足以防止多個TU中的多個定義錯誤。

因此，以下條件之一必須為真：

1. 可以通過SO問題中未描述的其他方式避免多個定義鏈接器錯誤。 也許圖書館使用的是其他SO問題中未提及的技術，值得進一步解釋。
2. 該庫假設您不會在翻譯單元中包含其頭文件-這似乎很脆弱，因為健壯的庫不應該對用戶進行此假設。

我希望能對這種看似簡單的好奇心有所啟發。

Answer 1

當包含在多個翻譯單元中時，導致鏈接問題的標頭是一個（試圖）在包含它的每個源文件中定義某個對象 （不僅僅是一個明顯的例子，是一種類型）的標頭。

例如，如果您有類似以下內容： int f = 0; 在標頭中，然后每個包含該源文件的源文件都會嘗試定義f ，當您嘗試將目標文件鏈接在一起時，您會抱怨f多個定義。

此標頭中使用的“技術”很簡單：它不會嘗試定義任何實際對象。 相反，它包括一些typedef和一個相當大的類的定義-但不包括該類的任何實例或任何其他實例。 該類包括許多成員函數，但是它們都在函數定義內部定義，將其隱式定義為內聯函數（因此，不僅允許使用，而且要求在使用它們的每個翻譯單元中分別定義）。

簡而言之，標頭僅定義類型 ，而不是對象，因此當包含在鏈接在一起的多個源文件中時，沒有任何東西會導致鏈接器沖突。

Answer 2

如果標頭定義了項目，而不是僅僅聲明它們，則可以將其包含在多個翻譯單元（即cpp文件）中，並具有多個定義，從而導致鏈接器錯誤。

我使用了boost的單元測試框架，該框架僅是標題。 我僅在自己的一個cpp文件中包含一個指定的標頭，以使我的項目得以編譯。 但是我在其他cpp文件中包括其他單元測試標頭，這些標頭可能使用指定標頭中定義的項目。

Answer 3

標頭僅包括Boost C ++庫之類的庫， （大多數情況下）使用獨立模板，因此是在編譯時進行編譯的，不需要與二進制庫的任何鏈接（需要單獨編譯）。 永遠不需要鏈接的一種設計是絕佳的抓取力

Answer 4

模板是C ++中關於多個定義的特殊情況，只要它們相同即可。 請參閱C ++標准的“一個定義規則”部分：

一個類類型（第9章），枚舉類型（7.2），具有外部鏈接的內聯函數（7.1.2），類模板（第14章），非靜態函數模板（14.5.6）可以有多個定義。 ，類模板的靜態數據成員（14.5.1.3），類模板的成員函數（14.5.1.1）或在程序中未指定某些模板參數（14.7、14.5.5）的模板專門化，前提是每個定義出現在不同的翻譯單元中，並且定義滿足以下要求。 ....

然后是一系列條件，這些條件確保模板定義在翻譯單元之間相同。

此特定引用來自2014年工作草案第3.2節（“一個定義規則”）第6小節。

Answer 5

該頭文件確實可以包含在不同的源文件中，而不會引起“多個符號定義”錯誤。

發生這種情況的原因是，只要這些符號是弱符號或局部符號，就可以在不同的對象文件中使用多個名稱相同的符號。

讓我們仔細看看頭文件。 （可能）定義了一些類似於此helper對象：

static int const helper[] = {0,7,8,13};

包含此頭文件的每個翻譯單元都將具有此helper 。 但是，由於helper是static ，因此具有內部鏈接，因此不會出現“多個符號定義”錯誤。 為helper創建的符號將是本地的，鏈接器將很樂意將它們全部放入生成的可執行文件中。

頭文件還定義了類模板connection 。 但這也沒關系。 可以在不同的翻譯單元中多次定義類模板。

實際上，即使是常規的類類型也可以多次定義（我注意到您在注釋中已經對此進行了詢問）。 為成員函數創建的符號通常是弱符號。 同樣，弱符號不會導致“多個符號定義”錯誤，因為它們可以重新定義。 鏈接器將繼續用已經見過的名稱重新定義弱符號，直到每個成員函數只剩下一個符號。

在其他情況下，某些事物（例如內聯函數和枚舉）可以在不同的翻譯單元中定義多次（請參閱第3.2節）。 實現此目標的機制可能有所不同（請參閱類模板和內聯函數）。 但是一般規則是不要將具有全局鏈接的內容放在頭文件中。 只要遵循此規則，您實際上不太可能偶然發現多個符號定義問題。

是的，包括警衛隊與此無關。