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我试图了解多重包含优化如何与 gcc 一起工作。最近，我一直在阅读很多代码，其中包含标准头文件的保护，例如

#ifndef _STDIO_H_
#include <stdio.h>
#endif

我试图弄清楚这个结构是否有任何好处。

这是我写的一个例子来更好地理解这一点。

header1.h

#ifndef _HDR_H_
#define _HDR_H_

#define A    (32)

#endif

header2.h

#ifndef _HDR_H_
#define _HDR_H_

#define A    (64)

#endif

硬盘驱动器

#include <stdio.h>
#include "header1.h"
#include "header2.h"

int main()
{
     printf("%d\n", A);
     return 0;
}

请注意，两者都header1.h使用header2.h相同的包含防护。正如预期的那样，该程序输出Aheader1.h 中定义的值；header2.h 被跳过，因为它使用相同的包含保护。

这就是我想要理解的

  • 在解析 header2.h 时，预处理器会在什么时候跳过这个文件？我的理解是它#if在第 1 行的指令之后立即跳过该文件，即它不必等待匹配的#endif. 它是否正确？
  • 我可以在上面的示例中添加什么来演示它是如何工作的？

编辑：谢谢大家的回答。这现在开始变得更有意义了。一个后续问题。链接到这篇文章第一行的页面有以下文字

预处理器注意到这样的头文件，因此如果头文件出现在随后的#include 指令中并且定义了 FOO，那么它会被忽略并且它不会预处理甚至第二次重新打开文件。这称为多重包含优化。

如果我理解正确，这意味着任何头文件都只读取一次，即使它在给定的编译过程中被多次包含。因此，应用程序代码或头文件中的额外包含保护没有任何好处。

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5 回答 5

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在解析 header2.h 时，预处理器会在什么时候跳过这个文件？

正如@Sean 所说，header2.h永远不会被跳过，但ifndef ... endif在这种情况下，两者之间的内容将被忽略。

我可以在上面的示例中添加什么来演示它是如何工作的？

在in之后添加一些东西（例如， a #define B 123）。现在尝试在. 它将是可访问的。#endifheader2.hmain

现在，尝试在. #endif你会看到，它在 `main.

于 2013-12-20T13:51:39.313 回答
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预处理器永远不会跳过 header2.h。它将始终包含它，并且在扩展时会忽略#ifndef块中的内容。

在您的示例A中将是 32，因为#define永远无法达到 inherader2.h。如果达到它，你会得到某种“宏重新定义错误”，#define因为“A”有多个 s。要解决此问题，您需要#undefA.

如今，大多数编译器都支持该#pragma once指令，以使您不必在头文件中编写包含保护。

于 2013-12-20T13:48:43.747 回答
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预处理器开始阻塞所有在 false 之后的输入，#if[[n]def]以通过后续的编译器步骤。

然而，预处理器会继续读取输入，以跟踪所有这些条件编译指令的嵌套深度#。

当它找到匹配#endif的，它开始阻塞输入的位置时，它就会停止阻塞。

于 2013-12-20T13:55:30.437 回答
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在解析 header2.h 时，预处理器会在什么时候跳过这个文件？

该文件不会被跳过。

我的理解是它在第 1 行的#if 指令之后立即跳过该文件，即它不必等待匹配的#endif。它是否正确？

是和否。一些编译器在解析第一个头文件时识别哨兵宏，如果在第二个文件中找到它，它将立即停止解析。其他编译器会再次解析头部（寻找匹配的#endif）。

我可以在上面的示例中添加什么来演示它是如何工作的？

在哨兵宏内外添加打印消息

#ifdef   _HEADER_INCLUDED
#define  _HEADER_INCLUDED
...
#pragma message ("inside sentry in " __FILE__ "\n")
#endif //#ifdef   _HEADER_INCLUDED

#pragma message ("outside sentry in " __FILE__ "\n")

相关材料：

  • 您可以使用#pragma once代替哨兵宏。由于解析的文件很少，因此编译速度更快。不用担心宏名称冲突。

  • 您可以将包含 if 检查包装到哨兵宏，这样头文件就不会再次加载。这通常用于多次包含多个头文件的库头文件中。可以以丑陋的代码为代价显着加快编译速度：

    #ifndef __LIST_H_

    #include "list.h"

    #endif

于 2013-12-20T14:13:36.937 回答
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如果我理解正确，这意味着任何头文件都只读取一次，即使它在给定的编译过程中被多次包含。因此，应用程序代码或头文件中的额外包含保护没有任何好处。

没有 gcc 编译器只对它知道遵循规则安全的文件进行这种优化：

  1. 控制 #if-#endif 对之外必须没有标记，但允许空格和注释。
  2. 控制指令对之外不能有任何指令，但允许使用空指令（一行只包含一个“#”和可能的空格）。

  3. 开场指示必须采用以下形式

      #ifndef FOO

    或者

      #if !defined FOO     [equivalently, #if !defined(FOO)]
于 2013-12-20T14:27:13.367 回答