前言
C++中头文件的重复包含问题是新手几乎一定会遇到的问题，这涉及到C++中一个关键的概念，C++允许多次声明，但不允许多次定义。多次包含头文件会导致重复定义，从而使文件链接报错，有时候这种错误很难排查，解决起来也十分麻烦。本文力求以一个通俗易懂的方式且从原理层面解释，如何解决头文件的重复包含问题。
前置知识：
- 对编译过程有一定的了解
- 明白声明和定义的区别
头文件的由来
C++采用分离编译方式，即代码段分布在不同的源文件中，有些函数或功能需要在不同文件中使用，于是需要在编译期间通过编译器将代码链接起来。
如A中定义了a函数，B中定义了b函数，A要使用B中定义的函数，则首先要在A中声明b函数，然后编译器在链接期间寻找该函数的定义。但如果文件一旦多起来，每使用一个函数都要声明，一但函数需要修改，工作会十分复杂，导致难以维护和使用。
于是C++引入头文件。
头文件的作用
头文件通常只包含那些声明内容（C++允许多次声明，但不允许多次定义），在程序编译过程中，通过#include，将.h文件原原本本复制到.cpp文件中，这样子就解决了声明繁琐的问题。需要用到某文件中的某函数或功能，只需要#include某文件，这样在使用时就不用再声明了。
头文件的注意事项
于是可以很容易明白，为什么头文件中不应该包含定义内容，非常容易产生重复定义的问题。因为一个头文件的内容通常会被复制到多个源文件中，如果此时头文件中有定义内容，就会产生重复定义，导致编译器报错。
但有三个例外：
- 头文件可以写const或static对象的定义，如果多个源文件链接到同一个const或static对象，实际上各个文件作用域内都会生成同名的独立的变量，多个文件并不是共享同一个对象。
- 头文件中可以写内联函数的定义，内联函数实际上是一种展开而不是普通函数的链接。编译器会在使用内联函数的地方将内联函数展开，即用内联函数体替换掉函数的调用。而使用普通函数会调用函数指针，是一种链接的关系。因此内联函数可以多次定义，但需要保证多次定义的方式和内容是一致的。
- 头文件中可以写类的定义，也可以包含类中成员函数的具体实现，此时该函数被视为内联的。但要注意成员函数的定义必须在类内部，在类外部的定义是非法的。
防止头文件重复包含的方法
方法一：#ifndef和#define
此方法通过宏定义来解决重复包含问题，#define定义一个宏，#ifndef判断该宏是否已经定义，如果没有定义则执行#ifndef到#endif中的代码内容，否则什么都不做。所以一旦包含了头文件，那么宏就定义了，如果再次进行包含，#ifndef条件判断会跳过包含头文件的代码内容。
下面以一个例子帮助理解：
#ifndef __FILE_H__
#define __FILE_H__
//声明、定义语句
#endif
//例子
//a.h
#ifndef A_H
#define A_H
#include "c.h"
#endif
//c.h
#ifndef C_H
#define C_H
...
#endif
//b.cpp
#include "a.h"//a.h中包含c.h，所以C_H被定义
#include "c.h"//由于C_H被定义，所以不会重复定义
如果没有进行宏定义，由于a.h包含c.h，所以b.cpp引入a.h的同时也会引入c.h，此时又引入c.h就会导致重复包含头文件。
方法二：#pragma once
此方法可以保证同一个文件不会被多次包含，但如果一份文件有多份拷贝（内容相同，但文件名不同），此方法不能保证它们不被重复包含。但方法一的宏可以，因为内容相同，同名的宏只会定义一次，即使文件名不同，多次包含也不会导致重复包含。
//只需要在.h文件添加这一行代码即可
#pragma once