本文引用了博文，感謝原文作者。

問題：某個頭文件中聲明并定義了一個函數(shù)，然后在多個源碼文件中調用該函數(shù)，編譯鏈接時出現(xiàn)了該函數(shù) multiple definition 問題，在頭文件中添加了 #ifndef 頭也不行，經(jīng)過嘗試發(fā)現(xiàn)如果將該函數(shù)的聲明和定義分開到. h 和. cpp 文件之后問題消失，為什么不能將函數(shù)直接定義在. h 文件中呢？

針對該問題，抽象出如下幾個問題：

1. 頭文件中只可以放置函數(shù)聲明，不可以放置函數(shù)定義嗎？

以下面的程序為例：

#ifndef __a_h__

#define __a_h__

void funcA(void);   

void funcA(void)    

{}

#endif

#ifndef __b_h__

#define __b_h__

void funcB(void);

#endif

#include "b.h"

#include "a.h"

void funcB(void)

{

    funcA();

}

#ifndef __c_h__

#define __c_h__

void funcC(void);

#endif

#include "c.h"

#include "a.h"

void funcC(void)

{

    funcA();

}

#include "b.h"

#include "c.h"

int main(int argc, char* argv[])

{

    funcB();

    funcC();

return 0;

}

上述代碼編譯鏈接的時候編譯器（g++）會報如下錯誤：

c.o: In function `funcA()':

c.cpp:(.text+0x0): multiple definition of `funcA()'

b.o:b.cpp:(.text+0x0): first defined here

collect2: ld returned 1 exit status

為什么編譯器在鏈接的時候會抱怨 “funcA() 重復定義”？
其實本質問題就是 funcA 的定義被放在了 a.h 中，如果寫在 a.cpp 中，就不會有重復定義的問題。下面分析一下編譯過程都發(fā)生了什么，這樣更容易從編譯器的角度理解此問題。

編譯器處理 include 指令很簡單粗暴，就是直接把頭文件中的內(nèi)容包含進來。所以 b.cpp、c.cpp 和 main.cpp 代碼展開后可以簡化為：

void funcA(void);   

void funcA(void)    

{}

void funcB(void);

void funcB(void)

{

    funcA();

}

void funcA(void);   

void funcA(void)    

{}

void funcC(void);

void funcC(void)

{

    funcA();

}

void funcB(void);

void funcC(void);

int main(int argc, char* argv[])

{

    funcB();

    funcC();

return 0;

}

編譯的時候，C++ 是采用獨立編譯，就是每個 cpp 單獨編譯成對應的. o 文件，最后鏈接器再將多個. o 文件鏈接成可執(zhí)行程序。所以從編譯的時候，從各個 cpp 文件看，編譯沒有任何問題。但是能發(fā)現(xiàn)一個問題，b.o 中聲明和定義了一次 funcA()，c.o 中也聲明和定義 funcA()，這就是編譯器報重復定義的原因。有人可能會問，既然是從同一份文件 include 過來的函數(shù) funcA，那么定義都是同一份，為什么編譯器不會智能的處理一下，讓鏈接時候不報錯呢？
其實編譯器鏈接的時候，并不知道 b.cpp 中定義的 funcA 與 c.cpp 中定義的 funcA 是同一個文件 include 過來的，它只會認為如果有兩份定義，而且這兩份定義如果實現(xiàn)不同，那么到底以哪個為準呢？既然決定不了，那就干脆報錯好了。

2. 為什么有些頭文件中直接把函數(shù)定義都寫進去了？

剛才的分析，可以得出結論：頭文件中只做變量和函數(shù)的聲明，而不要定義，否則就會有重復定義的錯誤。但是有幾種情況是例外的。

• 內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義
• 類（class）的定義
• const 和 static 變量

以上幾種可以在頭文件中定義，下面逐個進行解釋。
內(nèi)聯(lián)的目的就是在編譯期讓編譯器把使用函數(shù)的地方直接替換掉，而不是像普通函數(shù)一樣通過鏈接器把地址鏈接上。這種情況，如果定義沒有在頭文件的話，編譯器是無法進行函數(shù)替換的。所以 C++ 規(guī)定，內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以在程序中定義多次，只要內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義在同一個 cpp 中只出現(xiàn)一次就行。
按照這個理論，上述 a.h 簡單修改一下就可以避免重復定義了。

#ifndef __a_h__

#define __a_h__

inline void funcA(void);   

void funcA(void)    

{}

#endif

此外，類（class）的定義，可以放在頭文件中。
用類創(chuàng)建對象的時候，編譯器要知道對象如何布局才能分配內(nèi)存，因此類的定義需要在頭文件中。一般情況下，我們把類內(nèi)成員函數(shù)的定義放在 cpp 文件中，但是如果直接在 class 中完成函數(shù)聲明 + 定義的話，這種函數(shù)會被編譯器當作 inline 的，因此滿足上面 inline 函數(shù)可以放在頭文件的規(guī)則。但是如果聲明和定義分開實現(xiàn)，但是都放在頭文件中，那就會報重復定義了！！
const 和 static 變量，可以放在頭文件中。
const 對象默認是 static 的，而不是 extern 的，所以即使放在頭文件中聲明和定義。多個 cpp 引用同一個頭文件，互相也沒有感知，所以不會導致重復定義。

3. 模板函數(shù) / 類中要求頭文件中必須包含定義才能進行模板實例化，這種定義放在頭文件的情況會不會有問題？

前面分析可知，頭文件中要么只有函數(shù)聲明，要么是含有 inline 函數(shù)的定義。但是模板的定義 (包括非 inline 函數(shù) / 成員函數(shù)) 要求聲明和實現(xiàn)都必須放在頭文件中，難道沒有 “重復定義” 的問題？？？
答案當然是不會有問題（要不 template 早就被抱怨死了）。其實編譯器也考慮到會遇到類似的問題，在編譯器或連接器的某處已經(jīng)有防止重定義的處理了。這里參考 stackflow 中的答案：http://stackoverflow.com/questions/235616/multiple-definitions-of-a-function-template