多重定义错误（collect2: error: ld returned 1 exit status）

Posted 2023-02-16

【中文标题】多重定义错误（collect2: error: ld returned 1 exit status）

【英文标题】：Multiple definition error (collect2: error: ld returned 1 exit status)

【发布时间】：2020-09-07 11:57:27

【问题描述】：

我使用https://github.com/jdduke/three_cpp 作为仅标头模式，但在我的项目编译时遇到了一些问题。

当我在多个 C++ 文件中包含以下 matrix4.hpp header（仅包含必要部分）时会出现此问题

three/core/matrix4.hpp（删除不需要的部分）

#ifndef THREE_MATRIX4_HPP
#define THREE_MATRIX4_HPP

#include <three/common.hpp>

#include <three/core/math.hpp>
#include <three/core/quaternion.hpp>
#include <three/core/vector3.hpp>
#include <three/core/vector4.hpp>

namespace three 

class Matrix4 
public:
  // Function without any erros
  THREE_DECL Matrix4();
  THREE_DECL Vector3    getScale() const;

  // Error causing functions
  Vector3 getColumnX() const;
  Vector3 getColumnY() const;
  Vector3 getColumnZ() const;
  Matrix4& setPosition( const Vector3& v );
;

 // namespace three

#if defined(THREE_HEADER_ONLY)
# include <three/core/impl/matrix4.ipp> // This is where all this functions is defined.
#endif // defined(THREE_HEADER_ONLY)

#endif // THREE_MATRIX4_HPP

three/core/impl/matrix4.ipp（删除不需要的部分）

#ifndef THREE_MATRIX4_IPP
#define THREE_MATRIX4_IPP

#include <three/core/matrix4.hpp>

namespace three 

Matrix4::Matrix4() 
  identity();


Matrix4::Matrix4( const Matrix4& other ) 
  copy( other );


Vector3 Matrix4::getScale() const 
  auto sx = Vector3( te[0], te[1], te[2] ).length();
  auto sy = Vector3( te[4], te[5], te[6] ).length();
  auto sz = Vector3( te[8], te[9], te[10] ).length();
  return Vector3( sx, sy, sz );


Vector3 Matrix4::getColumnX() const 
  return Vector3( te[0], te[1], te[2] );


Vector3 Matrix4::getColumnY() const 
  return Vector3( te[4], te[5], te[6] );


Vector3 Matrix4::getColumnZ() const 
  return Vector3( te[8], te[9], te[10] );


Vector3 Matrix4::getPosition() const 
  return Vector3( te[12], te[13], te[14] );


 // namespace three

#endif // THREE_MATRIX4_IPP

当从多个C++文件中包含三个/core/matrix4.hpp时，产生多个定义错误

/usr/bin/ld: /tmp/ccmYWwMM.o: in function `std::_Rb_tree_const_iterator<std::pair<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const, bool> >::_Rb_tree_const_iterator(std::_Rb_tree_iterator<std::pair<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const, bool> > const&)':
/home/three/core/impl/matrix4.ipp:617: multiple definition of `three::Matrix4::setPosition(three::Vector3 const&)'; /tmp/ccSaHLVI.o:/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:617: first defined here
/usr/bin/ld: /tmp/ccmYWwMM.o: in function `three::Vector3::subSelf(three::Vector3 const&)':
/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:627: multiple definition of `three::Matrix4::getColumnX() const'; /tmp/ccSaHLVI.o:/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:627: first defined here
/usr/bin/ld: /tmp/ccmYWwMM.o: in function `three::Matrix4::getColumnY() const':
/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:631: multiple definition of `three::Matrix4::getColumnY() const'; /tmp/ccSaHLVI.o:/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:631: first defined here
/usr/bin/ld: /tmp/ccmYWwMM.o: in function `three::Matrix4::getColumnZ() const':
/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:635: multiple definition of `three::Matrix4::getColumnZ() const'; /tmp/ccSaHLVI.o:/home/three/three/core/impl/matrix4.ipp:635: first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status

因此，根据我们的试验，我们注意到 THREE_DECL 在 matrix4.hpp 中的以下函数中没有提及

Vector3 getColumnX() const; Vector3 getColumnY() const; Vector3 getColumnZ() const; Matrix4& setPosition( const Vector3& v );

所以在修改这些函数后，如下错误是固定的

THREE_DECL Vector3 getColumnX() const; THREE_DECL Vector3 getColumnY() const; THREE_DECL Vector3 getColumnZ() const; THREE_DECL Matrix4& setPosition( const Vector3& v );

基于three/config.hpp，如果使用仅标头版本，THREE_DECL 定义为inline。

我不明白的是

为什么同一个头文件包含在不同的编译单元中，也会出现多重定义错误？ 添加THREE_DECL 对解决这些问题有何意义？

任何帮助将不胜感激。

【问题讨论】：

是时候了解translation units了。因为您在头文件中包含函数定义（实现），所以包含"matrix4.hpp" 头文件的每个翻译单元都将具有这些函数定义。而the One Definition Rule (ODR) 不允许这样做。

【参考方案1】：

这是由于基于 ODR 的限制。

为什么同一个头文件包含在不同的编译单元中，也会出现多重定义错误？

正如 cmets 中所述，这是由于 One Definition Rule(ODR) 中的限制。

单一定义规则 (ODR) 是 C++ 的重要规则 规定对象和非内联的编程语言 函数在整个程序中不能有多个定义 并且模板和类型不能有多个定义 翻译单元。它在 ISO C++ 标准（ISO/IEC 14882) 2003，第 3.2 节。

所以它也回答了你的第二个问题。

添加THREE_DECL 对解决这些问题有何意义？

如果您检查pros of using inline functions，它会为您提供inline 关键字的使用意义。

通过将其标记为内联，您可以将函数定义放在标题中 文件（即它可以包含在多个编译单元中，没有 链接器抱怨）。

因此，如果您将函数更改为inline，则不会出现多个定义。