c++ - 这个LNK2005怎么解释？

Question

所以，有人带着一个链接失败的项目来找我，错误是 LNK2005:符号已在对象中定义(使用 Visual Studio 2010)。在这种情况下，我知道什么是错误的(因此可以向他们指出正确的解决方案)，但我不知道为什么这是错误的一个很好的解释(以防止它再次发生)。

// something.h
#ifndef _SOMETHING_H
#define _SOMETHING_H
int myCoolFunction();

int myAwesomeFunction() // Note implementing function in header
{
    return 3;
}
#endif

-

// something.cpp
#include "something.h"
int myCoolFunction()
{
    return 4;
}

-

// main.cpp
#include <iostream>
#include "something.h"

int main()
{
    std::cout << myAwesomeFunction() << std::endl;
}

链接失败，通过将 myAwesomeFunction() 放入 .cpp 并在 .h 中留下声明来解决。

我对链接器工作原理的理解大部分来自 here .据我了解，我们提供了一个地方需要的符号。

我查找了 MSDN article on LNK2005 ，这符合我期望链接器的行为方式(不止一次提供符号 -> 链接器混淆)，但似乎没有涵盖这种情况(这意味着我不理解关于链接的一些明显的东西)。

Google 和 StackOverflow 对不包含 #ifndef 或 #pragma once 的人产生问题(这会导致提供的符号的多个声明)

A related question I found on this site有同样的问题，但答案没有解释为什么我们以我的理解水平充分解决这个问题。

我有一个问题，我知道解决方案，但我不知道为什么我的解决方案有效

Answer 1

在典型的 C++ 项目中，您分别编译每个实现(或 .cpp)文件 - 您通常从不将头文件(或 .h)传递给直接编译器。在执行所有预处理和包含之后，这些文件中的每一个都成为一个翻译单元。因此，在您给出的示例中，有两个翻译单元如下所示:

• main.cpp 翻译单元:

  // Contents of <iostream> header here
  
  int myCoolFunction();
  
  int myAwesomeFunction() // Note implementing function in header
  {
      return 3;
  }
  
  int main()
  {
      std::cout << myAwesomeFunction() << std::endl;
  }
  

• something.cpp 翻译单元:

  int myCoolFunction();
  
  int myAwesomeFunction() // Note implementing function in header
  {
      return 3;
  }
  
  int myCoolFunction()
  {
      return 4;
  }
  

请注意，这两个翻译单元都包含重复的内容，因为它们都包含 something.h。如您所见，只有一个上述翻译单元包含 myCoolFunction 的定义。那挺好的!但是，它们都包含 myAwesomeFunction 的定义。太糟糕了!

翻译单元分别编译后，再链接起来形成最终程序。关于跨翻译单元的多个声明有一定的规则。其中一条规则是 (§3.2/4):

Every program shall contain exactly one definition of every non-inline function or variable that is odr-used in that program; no diagnostic required.

您的程序中有多个 myAwesomeFunction 定义，因此您违反了规则。这就是您的代码无法正确链接的原因。

可以从链接器的角度来想。编译完这两个翻译单元后，您就有了两个目标文件。链接器的工作是将目标文件连接在一起以形成最终的可执行文件。因此它会在 main 中看到对 myAwesomeFunction 的调用，并尝试在其中一个目标文件中找到相应的函数定义。但是，有两个 定义。链接器不知道要使用哪一个，所以它就放弃了。

现在让我们看看如果在 something.cpp 中定义 myAwesomeFunction 翻译单元会是什么样子:

• 修复了 main.cpp 翻译单元:

  // Contents of <iostream> header here
  
  int myCoolFunction();
  
  int myAwesomeFunction();
  
  int main()
  {
      std::cout << myAwesomeFunction() << std::endl;
  }
  

• 修复了 something.cpp 翻译单元:

  int myCoolFunction();
  
  int myAwesomeFunction();
  
  int myCoolFunction()
  {
      return 4;
  }
  
  int myAwesomeFunction()
  {
      return 3;
  }
  

现在完美了。现在整个程序中只有一个 myAwesomeFunction 的定义。当链接器在 main 中看到对 myAwesomeFunction 的调用时，它确切地知道应该将它链接到哪个函数定义。