c/c++ header_only 头文件实现的关键点

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auth o r: hjjdebug
date: 2023年 11月 28日星期二 16:58:38 CST
de script or: header _only 头文件实现的关键点
1. 对外声明的函数必需加上inline, 消除连接的歧义
2. 在inline 函数内部声明的static 对象, 在多个文件包含时，对象是唯一的
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问题1: 在多个文件中包含一个 header _only 头文件，里面如果有定义变量，它肯定应该是一个，那它是怎么做到的？
问题2：在多个文件中包含一个head er_only 头文件，把函数体写在.h 文件中，怎样避免函数重复定义？

$cat head er_only.h
#i fn def _HEAD_ONLY_H
#define _HEAD_ONLY_H
#include <std io.h&g t;
class _MY_OBJ
{
public:
   _MY_OBJ(){_hide = 0;}
   void setDa t a(int d){_hide = d;}
   void print_i t(){printf(“data i s %dn”,_hide);}
private:
   int _hide;
};
//一般做法行不通，有2个问题
//stat ic _MY_OBJ s_obj; 在全局变量位置声明的stat ic 变量，每包含一次会生成一个全局的对象, 必需修改！
//_MY_OBJ *getDe fa ul tObj(){return &s_obj;} //有multi ple def init ion of `g e tDe fa ul tObj()’ 连接有问题,必需修改!
//
//1. 必需加上inline, 消除连接问题多重函数定义
 inline _MY_OBJ *getDefa ul tObj()
{
   stat ic _MY_OBJ s_obj; //2. 在inline 函数内部声明的stat ic 对象, 在多个文件包含时，对象是唯一的
   return &s_obj;
}
//所以header_only 头文件的关键是2点
//1. 必需加上inline, 消除连接问题多重函数定义
//2. 在inline 函数内部声明的stat ic 对象, 在多个文件包含时，对象是唯一的
#end if

$cat main.cpp
#include “header_only.h”
#include “other_file.h”
int main()
{
   _MY_OBJ *obj = getDefa ultObj(); // main 函数中得到一个obj
   obj->setData(3);
   obj->print_it();
   other_pr int(); // other_file 中也会得到一个obj, 但它们是同一个obj
   return 0;
}

$cat other_file.h
#i fn def _OTHER_FILE_H
#de fine _OTHER_FILE_H
void other_pr int();
#end if

$ cat other_file.cpp
#include “other_file.h”
#in clude “header_only.h”

void other_pr int()
{
   _MY_OBJ *obj=getDefaultObj();
   printf(“in other file pr int.n”);
   obj->pr int_it();
}

该函数的执行结果:

$ ./head_only
data is 3
in other file print.
data is 3

从运行结果上可以看出, main中得到的obj与other_file中得到的obj是同一个obj

小结:
是的,问题是解决了,问题到底是谁解决的? 你可以说是自己,但其实真正的问题解决者是gcc.
当你在头文件中声明inline 函数时, gcc 就会试图在本地展开函数代码, 如果它不方便展开,也会分解为多次调用,一次实现的方式. 以便满足函数不重复定义的要求.
这不就是我们费半天一天不见得把复杂的header_only文件拆分成.h和.cpp文件的工作吗
而gcc 瞬间就帮我们搞定了. 你在inline 函数内声明的stat ic 变量,由于其只有一处实现,所以就是唯一的了.
所以说,牛X的是gcc ,我们只是牵了一下牛鼻子而已!