編譯包含結構的h文件時出現鏈接錯誤

Question

我將此ProcessStasts.h文件包含在其他兩個.h文件中。

#pragma once 

#include <mpi.h> 
#include <cstddef> 

struct ProcessStats 
{ 
    int rank, 
    itLeft, 
    crtIt, 
    processFlag; 
    float speed; 
}; 

MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats_create() 
{ 
    // set data to create new MPI data type 
    MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats; 
    MPI_Datatype dataTypes[5] = {MPI_INT, MPI_INT, MPI_INT, MPI_INT, MPI_FLOAT}; 
    int blockLengths[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; 
    MPI_Aint offsets[5]; 

    offsets[0] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, rank); 
    offsets[1] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, itLeft); 
    offsets[2] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, crtIt); 
    offsets[3] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, processFlag); 
    offsets[4] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, speed); 

    // create new MPI type based on data from above 
    MPI_Type_create_struct(5, blockLengths, offsets, dataTypes, &MPI_Cust_ProcessStats); 
    MPI_Type_commit(&MPI_Cust_ProcessStats); 

    return MPI_Cust_ProcessStats; 
} 

當我嘗試編譯時，出現此錯誤：error LNK2005: MPI_Cust_ProcessStats_create(void) already defined。如果我對#include "ProcessStasts.h"指令和使用ProcessStats結構的行從其中一個文件發表評論，它會正確編譯。我甚至嘗試評論所有依賴於ProcessStats的行，只留下#include "ProcessStasts.h"語句，我得到這個lnk錯誤。哪裏不對？

Answer 1

你可以這樣寫： 首先是ProcessStasts.h

#pragma once 

#include <mpi.h> 
#include <cstddef> 

struct ProcessStats 
{ 
    int rank, 
    itLeft, 
    crtIt, 
    processFlag; 
    float speed; 
}; 

MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats_create(); 

則是ProcessStasts.c

#include "ProcessStats.h" 
MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats_create() 
{ 
    // set data to create new MPI data type 
    MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats; 
    MPI_Datatype dataTypes[6] = {MPI_INT, MPI_INT, MPI_INT, MPI_INT, MPI_FLOAT}; 
    int blockLengths[5] = {1, 1, 1, 1, 1}; 
    MPI_Aint offsets[5]; 

    offsets[0] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, rank); 
    offsets[1] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, itLeft); 
    offsets[2] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, crtIt); 
    offsets[3] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, processFlag); 
    offsets[4] = (MPI_Aint) offsetof(ProcessStats, speed); 

    // create new MPI type based on data from above 
    MPI_Type_create_struct(3, blockLengths, offsets, dataTypes, &MPI_Cust_ProcessStats); 
    MPI_Type_commit(&MPI_Cust_ProcessStats); 

    return MPI_Cust_ProcessStats; 
} 

然後你可以包括ProcessStasts.h只要你想多次。作爲建議，不要在頭文件中定義函數。

Answer 2

#pragma once指示預處理器不要包含頭文件兩次。這主要是用來防止遞歸夾雜物和多個間接夾雜物，例如：

#include <a.h> // a.h already includes b.h 
#include <b.h> 

沒有#pragma once在b.h之初，其內容將得到包含了兩次，並可能導致一些符號的重新定義。

你的情況會發生什麼是完全不同的事情。默認C和C++中的函數具有外部鏈接。這意味着如果你有在文件bar.c中定義的函數foo()，然後你編譯bar.c到目標文件bar.o，那麼目標文件將導出一個名字爲foo的全局符號（實際上C++將修飾名稱以支持重載），這符號可以從其他目標文件訪問（引用）。現在，如果文件baz.c包含另一個函數foo()（在C++具有相同簽名的情況下）的定義，則目標文件baz.o也會導出名稱爲foo的全局符號。當目標文件鏈接在一起以生成可執行文件時，鏈接程序會嘗試將每個符號解析爲唯一的內存地址。但現在有一個問題：有兩個符號foo，它們都有不同的地址。鏈接器（通常）不是通靈者，所以它只是給你一個關於符號重定義的錯誤消息並終止。

C和C++都提供了一種機制來控制函數的鏈接。如果添加關鍵字static，則函數符號不再是全局的，並且只對共享相同編譯單元的代碼可見。這些功能具有靜態鏈接。這就是爲什麼在頭文件中定義的函數幾乎總是與static關鍵字：

#pragma once 

#include <mpi.h> 
#include <cstddef> 

struct ProcessStats 
{ 
    int rank, 
    itLeft, 
    crtIt, 
    processFlag; 
    float speed; 
}; 

static MPI_Datatype MPI_Cust_ProcessStats_create() 
{ 
    ... 
} 

現在MPI_Cust_ProcessStats_create()只會是包含頭文件的源文件中可見。

不請自來的建議：MPI_前綴是爲MPI API調用保留的。將它用於用戶功能是一種糟糕的編程習慣，因爲有些工具依賴於只有MPI調用以MPI_開頭並且可能會感到困惑的事實。