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

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。

其他回答

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。

我认为你应该做的第一件事是看看这是否真的会产生影响。您应该首先测试性能。谷歌上的一个搜索结果是这样的。

在结果页面中,对我来说,列是缓慢的,但很明显,至少到VC6,微软没有实现其他工具正在使用的包括保护优化。当include守卫是内部的时候,它花费的时间是外部守卫的50倍(外部包含守卫至少和#pragma一样好)。但让我们考虑一下这可能产生的影响:

根据给出的表格,打开include并检查它的时间是使用#pragma的等效时间的50倍。但在1999年,每个文件的实际时间是1微秒!

那么,一个TU会有多少重复的头?这取决于你的风格,但如果我们说平均每个TU有100个副本,那么在1999年,我们可能要为每个TU支付100微秒。随着HDD的改进,现在这个数字可能会显著降低,但即使是这样,通过预编译头文件和正确的依赖关系,跟踪一个项目的累计成本几乎肯定是你构建时间中微不足道的一部分。

现在,在另一方面,可能不太可能,如果你曾经移动到一个不支持#pragma的编译器,那么考虑一下要花多少时间来更新你的整个源代码库,以包含守卫而不是#pragma?

微软没有理由不能像GCC和其他编译器一样实现包含保护优化(实际上有人能确认他们的最新版本是否实现了这一点吗?)恕我直言,#pragma once除了限制你对可选编译器的选择外,几乎没有什么作用。

直到#pragma成为标准的那一天(这不是未来标准的优先级),我建议你使用它并使用守卫,这样:

#ifndef BLAH_H
#define BLAH_H
#pragma once

// ...

#endif

原因如下:

#pragma once is not standard, so it is possible that some compiler don't provide the functionality. That said, all major compiler supports it. If a compiler don't know it, at least it will be ignored. As there is no standard behavior for #pragma once, you shouldn't assume that the behavior will be the same on all compiler. The guards will ensure at least that the basic assumption is the same for all compilers that at least implement the needed preprocessor instructions for guards. On most compilers, #pragma once will speed up compilation (of one cpp) because the compiler will not reopen the file containing this instruction. So having it in a file might help, or not, depending on the compiler. I heard g++ can do the same optimization when guards are detected but it have to be confirmed.

同时使用这两种编译器,可以充分利用每种编译器的优点。

现在,如果您没有一些自动脚本来生成守卫,那么只使用#pragma一次可能会更方便。要知道这对可移植代码意味着什么。(我使用VAssistX生成守卫和pragma一次快速)

你应该总是认为你的代码是可移植的(因为你不知道未来是由什么组成的),但如果你真的认为它不应该用另一个编译器编译(例如非常特定的嵌入式硬件的代码),那么你应该检查一下编译器文档中关于#pragma的内容,以了解你真正在做什么。

#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。

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