我正在开发一个已知只能在windows上运行并在Visual Studio下编译的代码库(它与excel紧密集成,所以它不会消失)。我想知道我是否应该使用传统的包含守卫或使用#pragma一次为我们的代码。我认为让编译器处理一次#pragma会产生更快的编译,并且在复制和粘贴时更不容易出错。它也稍微不那么丑陋;)

注意:为了获得更快的编译时间,我们可以使用冗余包含守卫,但这增加了包含文件和包含文件之间的紧密耦合。通常这是可以的,因为守卫应该基于文件名,并且只在你需要改变包含名称时才会改变。


当前回答

在进行了关于#pragma once和#ifndef守卫与正确与否的争论之间的假定性能权衡的扩展讨论之后(我基于最近的一些相对的教育而站在#pragma once的立场上),我决定最终测试#pragma once更快的理论,因为编译器不必尝试重新#include一个已经包含的文件。

对于测试,我自动生成了500个相互依赖复杂的头文件,并有一个包含它们的.c文件。我用三种方式运行测试,一次只用#ifndef,一次只用#pragma,一次两种都用。我在一个相当现代化的系统上进行了测试(一台2014年的MacBook Pro,运行OSX,使用XCode捆绑的Clang,带有内部SSD)。

首先,测试代码:

#include <stdio.h>
 
//#define IFNDEF_GUARD
//#define PRAGMA_ONCE
 
int main(void)
{
    int i, j;
    FILE* fp;
 
    for (i = 0; i < 500; i++) {
        char fname[100];
 
        snprintf(fname, 100, "include%d.h", i);
        fp = fopen(fname, "w");
 
#ifdef IFNDEF_GUARD
        fprintf(fp, "#ifndef _INCLUDE%d_H\n#define _INCLUDE%d_H\n", i, i);
#endif
#ifdef PRAGMA_ONCE
        fprintf(fp, "#pragma once\n");
#endif
 
 
        for (j = 0; j < i; j++) {
            fprintf(fp, "#include \"include%d.h\"\n", j);
        }
 
        fprintf(fp, "int foo%d(void) { return %d; }\n", i, i);
 
#ifdef IFNDEF_GUARD
        fprintf(fp, "#endif\n");
#endif
 
        fclose(fp);
    }
 
    fp = fopen("main.c", "w");
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        fprintf(fp, "#include \"include%d.h\"\n", i);
    }
    fprintf(fp, "int main(void){int n;");
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        fprintf(fp, "n += foo%d();\n", i);
    }
    fprintf(fp, "return n;}");
    fclose(fp);
    return 0;
}

现在,我的各种测试运行:

folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ gcc pragma.c -DIFNDEF_GUARD
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ ./a.out 
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.164s
user    0m0.105s
sys 0m0.041s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.140s
user    0m0.097s
sys 0m0.018s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.193s
user    0m0.143s
sys 0m0.024s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ gcc pragma.c -DPRAGMA_ONCE
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ ./a.out 
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.153s
user    0m0.101s
sys 0m0.031s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.170s
user    0m0.109s
sys 0m0.033s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.155s
user    0m0.105s
sys 0m0.027s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ gcc pragma.c -DPRAGMA_ONCE -DIFNDEF_GUARD
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ ./a.out 
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.153s
user    0m0.101s
sys 0m0.027s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.181s
user    0m0.133s
sys 0m0.020s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ time gcc -E main.c  > /dev/null

real    0m0.167s
user    0m0.119s
sys 0m0.021s
folio[~/Desktop/pragma] fluffy$ gcc --version
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.12.sdk/usr/include/c++/4.2.1
Apple LLVM version 8.1.0 (clang-802.0.42)
Target: x86_64-apple-darwin17.0.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin

As you can see, the versions with #pragma once were indeed slightly faster to preprocess than the #ifndef-only one, but the difference was quite negligible, and would be far overshadowed by the amount of time that actually building and linking the code would take. Perhaps with a large enough codebase it might actually lead to a difference in build times of a few seconds, but between modern compilers being able to optimize #ifndef guards, the fact that OSes have good disk caches, and the increasing speeds of storage technology, it seems that the performance argument is moot, at least on a typical developer system in this day and age. Older and more exotic build environments (e.g. headers hosted on a network share, building from tape, etc.) may change the equation somewhat but in those circumstances it seems more useful to simply make a less fragile build environment in the first place.

The fact of the matter is, #ifndef is standardized with standard behavior whereas #pragma once is not, and #ifndef also handles weird filesystem and search path corner cases whereas #pragma once can get very confused by certain things, leading to incorrect behavior which the programmer has no control over. The main problem with #ifndef is programmers choosing bad names for their guards (with name collisions and so on) and even then it's quite possible for the consumer of an API to override those poor names using #undef - not a perfect solution, perhaps, but it's possible, whereas #pragma once has no recourse if the compiler is erroneously culling an #include.

因此,尽管#pragma once明显(稍微)快一些,但我不同意这本身就是使用它而不是使用#ifndef守卫的理由。

增加头文件的数量并将测试更改为只运行预处理器步骤消除了编译和链接过程所增加的少量时间(这在以前是微不足道的,现在已经不存在了)。不出所料,两者之间的差异大致相同。

其他回答

我不认为它会对编译时间产生重大影响,但#pragma once在所有编译器中都得到了很好的支持,但实际上并不是标准的一部分。预处理器可能会快一点,因为它更容易理解你的确切意图。

#pragma一次性使用不太容易出错,需要输入的代码也更少。

为了加快编译时间,尽可能地向前声明而不是包含在.h文件中。

我更喜欢使用#pragma一次。

这篇维基百科文章介绍了两者同时使用的可能性。

#pragma一次允许编译器在再次出现该文件时完全跳过该文件——而不是解析该文件,直到它到达#include守卫。

因此,语义略有不同,但如果它们按照预期的方式使用,则它们是相同的。

两者结合可能是最安全的方法,因为在最坏的情况下(编译器将未知的pragma标记为实际错误,而不仅仅是警告),你只需要删除#pragma本身。

当你限制你的平台,比如说“桌面上的主流编译器”,你可以安全地省略#include守卫,但我在这方面也感到不安。

OT:如果你有其他关于加速构建的技巧或经验可以分享,我很好奇。

我通常不会使用#pragma,因为我的代码有时必须使用MSVC或GCC以外的东西进行编译(嵌入式系统的编译器并不总是有#pragma)。

所以我必须使用#include守卫。我也可以像一些回答建议的那样使用一次#pragma,但似乎没有太多的理由,而且它经常会在不支持它的编译器上引起不必要的警告。

我不确定这种务实会节省多少时间。我听说编译器通常已经识别出一个头文件中除了守卫宏之外的注释之外什么都没有,并且会在这种情况下执行#pragma。,不再处理该文件)。但我不确定这是真的还是编译器可以做这种优化。

在任何一种情况下,对我来说使用#include守卫更容易,它将在任何地方工作,而不用再担心它了。

我只是想补充一下这个讨论,我只是在VS和GCC上编译,并且习惯使用包含守卫。我现在已经切换到#pragma一次了,对我来说唯一的原因不是性能或可移植性或标准,因为我并不关心什么是标准,只要VS和GCC支持它,那就是:

#pragma一次性减少了出现错误的可能性。

将一个头文件复制并粘贴到另一个头文件,修改它以满足自己的需要,并且忘记更改include守卫的名称,这太容易了。一旦包含了两者,就需要花费一些时间来跟踪错误,因为错误消息并不一定是清晰的。

如果你确信你永远不会在不支持它的编译器中使用这段代码(Windows/VS, GCC和Clang是支持它的编译器的例子),那么你当然可以使用#pragma一次而不用担心。

您也可以两者都使用(参见下面的示例),这样就可以在兼容系统上获得可移植性和编译加速

#pragma once
#ifndef _HEADER_H_
#define _HEADER_H_

...

#endif