2个办法解决头文件重复包含的问题

前言

在一些大型项目中，各种头文件会相互包含，关系就显得错综复杂，同时由于文件的包含就是复制粘贴，那些重复包含的头文件就会使代码长度大大增加，那有没有什么办法解决这个问题呢？答案肯定是有的，这就涉及到条件编译了。

条件编译

所谓条件编译就是在编译阶段让编译器选择编译或不编译某些代码，需要注意的是条件编译是在编译阶段进行的，而不是等到程序运行时，利用这点我们就可以让编译器选择是否包含头文件，从而避免头文件被重复包含。
下面看看一些常见的条件编译指令：
1.

#if  ...(常量表达式)
...(内容)
#endif

例：

#define MAX 100

#if MAX//如果MAX为真，则定义常量MIN
#define MIN 1
#endif

2.多个分支的条件编译

#if ...(常量表达式1)
...（内容1)
#elif ...(常量表达式2)
...(内容2)
#else
...(内容3)
#endif

例:

#define MAX 100
#define MIN 0

#if MIN
	#define RET 0//MAX为真，编译这句代码
#elif MAX
	#define RET 1
#else
	#define RET 2
#endif

3.判断是否被定义

#if defined ...(某个标识符)
...（内容）
#endif

也可以写成以下形式

#ifdef ...（某个标识符）
...(内容)
#endif

---------------------------------------------------------------------

#if !defined ...(某个标识符)
...(内容)
#endif

也可以写成以下形式

#ifndef  ...(某个标识符)
...(内容)
#endif

例

#define MIN 0

#ifdef MIN
	#define RET 1//MIN已经在前面定义了，故编译这句代码
#endif

4.嵌套指令

类似于以下这种

#ifndef TAP1
  #ifdef SIGN1
	  ...
  #endif
  #ifdef SIGN2
  	  ...
  #endif
#elseif defined TAP2
  ...
#endif

其中第3条编译指令–判断是否被定义是我们这篇文章的重点，希望读者先理解第3条编译指令的用法再往下读。

头文件的嵌套包含与2种解决办法

假设现在有两个文件test1.h和test2.h，由两个程序员编写，最后再合并，我们避免不了会写出以下这样的头文件

test1.h

#include

test2.h

#include
#include"test1.h"

在test2.h中就重复包含了stdio.h这个头文件（test2.h自己包含了一次stdio.h,在包含test1.h时又间接包含了stdio.h），那如何解决这个问题呢？下面提供两种解决办法：
1.

在每个头文件中写这样的代码：

#ifndef FILENAME(任意某个未定义过的标识符，最好用该头文件的名字)
#define FILENAME
...//头文件内容
#endif

如在test1.h这样写

#ifndef _TEST1_H_
#define _TEST1_H_
#include
#endif

2.
也可以在每个头文件中加上下面这句代码：

#pragma once

有些编译器会在头文件开头自动加上这句代码，但一些比较古老的编译器是不支持这种写法的。

以上就是解决头文件重复包含的两种办法，需要注意的是，头文件里面不要定义全局变量或函数（可以声明），否则就会出错，例如某个程序有一个头文件test1.h和2个源文件test2.c和test3.c，其内容如下：
test1.h

#ifndef _TEST1_H_
#define _TEST1_H_

#include
int a=0;//该头文件定义了一个全局变量

#endif

test2.c

#include"test1.h"
#include"test1.h"

test3.c

#include"test1.h"
#include"test1.h"

int main()
{
	printf("%d",a);
	return 0;
}

编译是以C文件为单位进行编译的，且头文件的包含就是将头文件的内容复制粘贴到当前文件中，所以在单独编译test2.c时没有什么问题（尽管包含了两次头文件，看似a被定义了两次，但由于#ifndef在起作用，所以在test2.c中头文件只被复制粘贴了一次，即a只被定义了一次），接着在单独编译test3.c时也没有什么问题，但在链接阶段就出问题了，链接器在将这两个C文件进行链接时，发现里面有2个a,且都是有效的，于是就报错了。所以在头文件中千万不要定义全局变量和函数，否则你就是公司的神仙队友。（关于编译链接如果有不懂的可以去看看我的《程序的翻译环境和运行环境》 亦星编程）

头文件包含的两种方式及区别

相信有细心的读者已经发现了在前面的例子中，我有时会用尖括号包含头文件，有时又会用双引号包含头文件，这里再讲讲头文件的两种包含方式及区别

1. #include"filename"

像这种用双引号括起来的头文件，编译时首先在源文件所在目录下面查找头文件，如果没有找到，编译器就会像查找库函数头文件那样在标准位置查找头文件，如果也没有找到，就会提示编译错误。

2. #include
这种用尖括号括起来的头文件，编译器就会直接去标准路径下去查找，如果找不到，就提示编译错误。

在知道这两种头文件包含方式的区别后，或许有的人就会想：那我以后可不可以都用双引号来包含头文件呢？这当然是可以的，但这样头文件的查找效率就会低一些（库文件明明是去标准路径下去查找，但由于是双引号包含的头文件，还得到源文件当前目录下去白跑一趟），同时也不容易区分该文件是库文件还是用户自己定义的头文件，所以建议库文件用尖括号，用户自己定义的文件用双引号。

结语

相信通过本片文章，你对头文件的知识有了一个更深的理解，如果本文有什么讲得不对的地方，恳请指正，如果你对本文有什么好的建议，也十分欢迎您的反馈，您的每一次反馈将会铸就下一次更好的体验，当然了，如果你觉得本文对你帮助很大，动动小手，给博主一个点赞收藏加关注吧。