C/C++——头文件重复包含问题

C++程序设计中，一般将类的声明，类的定义分开，将类的声明放在.h的头文件中，而将类的定义放在.cpp的源文件中，这样我们的程序设计起来更加的模块化也清晰明了。但是，这样的设计也会带来一些问题，一个典型的问题就是重复定义问题。如果从一个类派生出一个类，派生类声明时需要包含基类的头文件，如果再在主函数包含这个头文件，编译时就报错，编译器出现重复定义的问题，给出重定义错误提示。

我们先看看下面这个程序。首先我们在新建工程下新建两个.h的头文件（文件名分别为people.h和 student.h），继续新建三个.cpp的源文件（文件名分别是people.cpp、student.cpp、main.cpp），然后编辑相应的代码。

//people.h头文件

#include<iostream>
using namespace std;
class
people //定义一个类people，类有一个成员函数breath()
{
public:
voidbreath();
};

//student.h头文件 //定义一个类student，从类people继承得到，重写成员函数breath()

#include"people.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class
student :public
people
{
public:
voidbreath();
};

//people.cpp源文件 //定义类people的breath()方法

#include"people.h"
void
people::breath()
{
cout <<
"poeple"<< endl;
}

//student.cpp源文件 //重写类student的breath()方法

#include"student.h"
void
student::breath()
{
cout <<
"student"<< endl;
}

//main.cpp源文件

#include"people.h"
#include"student.h"
int main()
{
people p; //实例化类people的一个对象p
student s; //实例化类student的一个对象s
p.breath(); //调用函数
s.breath();
return 0;
}
在vs2013中对三个源文件进行分别编译，对于people.cpp和student.cpp编译时，没有错误，而对main.cpp编译时显示错误errorC2011: “people”:“class”类型重定义，说明类重复定义。我们来分析一下原因。在main.cpp源文件中，发现#include"people.h"此句代码，编译器回去查找people.h头文件，发现people这个类的定义，继续执行，执行到#include"student.h"这句代码时，编译器便会去查找student.h头文件，在student.h头文件中，编译器执行到#include"
people.h"时，便又去查找people.h头文件中的代码，再次发现类people的定义，这样，由于include嵌套造成类people重复定义了两次，编译器便会报错。

对于这种轻量程序，我们可以通过将所有代码写在一个源文件中，包括类的声明和定义，还有主函数，这样就不用写#include"people.h"和#include"student.h"。但对于大程序，这种方式显然是行不通的，不但会让代码显得冗长而且没有条理。因此对于这种情况，最常用的方法是用条件编译#ifndef…#define…#endif语句。修改上面people.h和student.h文件。
//people.h头文件

#ifndef A
#define
A
#include<iostream>
using namespace std;
class
people
{
public:
voidbreath();
};

#endif

//student.h头文件
#ifndef B
#define
B

#include"people.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class
student :public
people
{
public:
voidbreath();
};
#endif
经过上面的修改，这个程序就可以通过编译了。观察改写后的代码，发现我们在类的定义前后分别加上了#ifndef…#define…#endif语句，当编译器编译main.cpp源文件中的代码，发现#include"people.h"此句代码，编译器回去查找people.h头文件，走到#ifndef B时，编译器会做出如下的判断，若A没有被定义，便定义它（#define A被执行）继续往下走，走到#include"student.h"这句代码时，编译器便会去查找student.h头文件，在student.h头文件中，编译器走到#include
" people.h"时，便又去查找people.h头文件中的代码，与上面的一样，编译器会判断A定义了没有，若没有，便进行定义，反之，将跳过#ifndef…#endif间的代码，继续往下走，直到程序编译完毕。所以通过条件编译就可以解决重复定义的问题。#ifndef B语句中的B表示一个标示符，也可以用自己想用的不与程序冲突的其他标示符，通常用大写，只要每个头文件的标示符是唯一的。一般我们可以取一些表达明了的标示符，如在这里可以用 PEOPLE_H。
虽然不是所有的头文件中都要用条件编译，但是，在头文件中使用条件编译避免重复包含，只有好处没有坏处。有时候虽然重复包含一个头文件不会报错，但同样的代码多次编译也是浪费系统资源，所以尽可能地要避免这种重复编译情况。

参考文献：
http://www.360doc.com/content/12/0428/04/7775902_207173830.shtml
/article/5081865.html