頭文件的宏定義#ifndef測試

一、入題

　　在頭文件的書寫中，都加入了如下內容：

#ifndef __頭文件名_H
#define __頭文件名_H

#endif

　　曾經在書中看到的解釋是“防止重復定義”，今天突然想到為什么是這樣的解釋。

二、測試

　　測試文件共三個，兩個頭文件:head1.h、head2.h，一個C源程序：program.c。

1、頭文件沒有宏定義的代碼實驗

① 測試代碼

head1.h

unsigned char global[] = "hello world!";  

head2.h

unsigned char global[] = "hello world!"; 

program.c

#include "head1.h"
#include "head2.h"
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%s\n",global);
    return 0;
}

② 測試結果

　　程序在編譯時提示：“重復定義了全局變量global”。

2、頭文件含有宏定義的代碼實驗

① 測試代碼

head1.h內容：

#ifndef __HEAD_H
#define __HEAD_H

unsigned char global[] = "hello world!"; 

#endif

head2.h

#ifndef __HEAD_H
#define __HEAD_H

unsigned char global[] = "hello world!"; 

#endif

program.c

#include "head1.h"
#include "head2.h"
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%s\n",global);
    return 0;
}

② 測試結果

　　程序正常編譯、連接，生成可執行文件。

三、原因分析

1、頭文件沒有宏定義的代碼實驗

　　program.c的預編譯結果:

head1.h被替換為：
unsigned char global[] = "hello world!"; 

head2.h被替換為：
unsigned char global[] = "hello world!"; 
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%s\n",global);
    return 0;
}

　　顯然，重復定義了global。

2、頭文件含有宏定義的代碼實驗

　　program.c的預編譯結果:

head1.h被替換為：
#ifndef  __HEAD_H
#define  __HEAD_H

unsigned char global[] = "hello world!"; 
#endif


head2.h被替換為：
#ifndef  __HEAD_H
#define  __HEAD_H

unsigned char global[] = "hello world!"; 
#endif
 
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%s\n",global);
    return 0;
}

　　由於一開始沒有定義宏__HEAD_H，所以在2行的時候編譯器判斷為真，就定義了宏__HEAD_H和全局變量global。

　　由於在3行的時候定義了宏__HEAD_H，所以編譯器判斷10行的條件為假，自然也會將其中的內容忽略掉。結果就是：兩個頭文件實際上只定義一次宏__HEAD_H和全局變量global，所以編譯的時候能正常通過。

三、實際應用中

　　比如STM32單片機編程的時候，main.c包含了兩個外設頭文件stm32f10x_gpio.h、stm32f10x_i2c.h，而這兩個頭文件又都包含了stm32f10x.h。在main.c的預編譯過程中，顯然stm32f10x.h要被包含兩次。通過“頭文件的宏定義#ifndef”就可以解決重復包含引起的重復定義的問題。