C/C++补充材料·头文件与代码文件与inline

Posted 2021-06-07 如何开发工业软件

一些学生提问

学生甲：关于inline函数的想法

inline是一个建议性的函数，即系统会根据具体情况是否决定是否进行inline替换，那么在最初编写编译程序时，为什么不直接把这个判断做为一种优化，即自动判断是否要替换，而不需要人为地输入？
另外，为了程序执行的效率，我能不能把所有的函数声明时均加上inline，以此使程序执行效率更高？

学生乙：关于include(1)

如果#include <iostream>两次，没有关系…
但是如果自己写一个.h头文件，#include两次，会出现问题…
我记得原因好像是iostream中define了一个什么东西，规定如果被include多次，那么后面被include的iostream全部无效之类的吧…
不知道是不是这个原因。

学生丙：关于include(2)

还有如果嵌套包含的话也会出现一个问题，具体地说：
以下内容为head1.h:

void fun()
{
  return;
}

以下内容为head2.h:

#include"head1.h"

以下内容为main.cpp

#include<iostream>
#include"head2.h"
#include"head1.h"
using namespace std;
int main()
{
  fun();
  return 0;
}

就是说fun()被重复定义了两次，而无法被链接通过。
那这种情况下有哪些解决方法呢？
我发现的解决方法只有一种，即自己判断，使自己编写的头文件只被包含一次，即去掉main函数里的#include "head1.h"一行

对问题的回答

关于inline函数的想法

首先，这不一定是优化（如果一个函数生成的机器代码是100kB，又被调用了100次，那么这些地方全部内联的话，生成的执行文件就是10MB，而原来只要100kB就行）；其次，有些情况下无法优化，比如，操作系统经常有补丁，其实就是修订了一些函数的实现，如果程序里都inline了，系统更新就实现不了了。
现代编译器开了优化选项时候，是能自动判断一些情况要不要内联掉的。但inline关键字还是能对编译器起一些提示作用的，特别是在用到模板的时候，所以语法上这个关键字还是要留用的，不能完全交给编译器。

include(1)

标准方式是#ifndef/#define/#endif。
另外，现在主流的编译器都支持#pragma once这种形式。具体内容大家自己查吧。

include(2)

错误原因是同名函数有多个实现，所以无法连接；解决方法最好是在头文件里加上重复引用保护能力（#ifndef/#define/#endif或者#pragma once）。