インクルードガードをつけてもヘッダーとソースファイルとで分けないと複数定義されているというエラーがでるのか？

Question

提示画像のような既に存在しますのエラーが出ていますがこれはインクルードガードをつけてもエラーになるのでしょうか？やっぱりｃ＋＋ではソースとヘッダーで分けるべきでinlineなどつけて対処すべきなのでしょうか？

#ifndef VECTOR_HPP
#define VECTOR_HPP


#include "stdio.h"
#include "math.h"




class Vector3
{
public:
    float x;
    float y;
    float z;

public:
    Vector3(float xx = 0, float yy = 0, float zz = 0)
    {
        x = xx;
        y = yy;
        z = zz;
    }



    //掛け算
    Vector3 operator* (Vector3 pos)
    {
        this->x = pos.x * this->x;
        this->y = pos.y * this->y;
        this->z = pos.z * this->z;


        return *this;
    }

    //掛け算
    Vector3 operator- (Vector3 pos)
    {
        this->x = this->x - pos.x;
        this->y = this->y - pos.y;
        this->z = this->z - pos.z;


        return *this;
    }

    static Vector3 Cross(Vector3 a, Vector3 b)
    {
        Vector3 temp;
        temp.x = a.y * b.z - a.z * b.y;
        temp.y = a.z * b.x - a.x * b.z;
        temp.z = a.x * b.y - a.y * b.x;
        return temp;
    }


    static float Dot(Vector3 a, Vector3 b)
    {
        float t = (a.x * a.x) + (a.y * a.y);
        return t;
    }
};



class Matrix4
{
public:
    float x;
    float y;
    float z;

    float w;


    //コンストラクタ
    Matrix4()
    {
        x = 0.0;
        y = 0.0;
        z = 0.0;

        w = 0.0;
    }


    Matrix4(Vector3 p)
    {
        x = p.x;
        y = p.y;
        z = p.z;

        w = 1.0f;
    }

    Matrix4(float xx, float yy, float zz, float ww)
    {
        x = xx;
        y = yy;
        z = zz;

        w = ww;
    }

    Matrix4(float xx, float yy, float zz)
    {
        x = xx;
        y = yy;
        z = zz;

        w = 1.0f;
    }


    //一列と行列を掛け算
    Matrix4 operator * (const Matrix4& M)const
    {
        Matrix4 t;
        t.x = (x * 1) + (y * 0) + (z * 0) + (w * M.x);

        t.y = (x * 0) + (y * 1) + (z * 0) + (w * M.y);

        t.z = (x * 0) + (y * 0) + (z * 1) + (w * M.z);

        t.w = (x * 0) + (y * 0) + (z * 0) + (w * M.w);

        return t;
    }
};


class Matrix3
{
public:

    float x;
    float y;
    float z;




    //コンストラクタ
    Matrix3()
    {
        x = 0.0;
        y = 0.0;
        z = 0.0;
    }


    Matrix3(Vector3 p)
    {
        this->x = p.x;
        this->y = p.y;
        this->z = p.z;
    }



    Matrix3(float x = 0, float y = 0, float z = 0)
    {
        this->x = x;
        this->y = y;
        this->z = z;
    }



};




//ベクトルの大きさを出す
//float Vector_scalar(Vector3 p);
float Vector_scalar(Vector3 p)
{
    float r = (p.x * p.x) + (p.y * p.y) + (p.z * p.z);
    return r;
}

//スケール変換
//void Scale_change(float Sx, float Sy, float Sz, float pos_x, float pos_y, float pos_z);
void Scale_change(float Sx, float Sy, float Sz, float pos_x, float pos_y, float pos_z) {

    //Scale行列
    float ScaleMatrix4[4][4] = {

        {0,0,0,0},
        {0,0,0,0},
        {0,0,0,0},
        {0,0,0,1},
    };

    //行列に大きさを設定
    ScaleMatrix4[0][0] = Sx;
    ScaleMatrix4[1][1] = Sy;
    ScaleMatrix4[2][2] = Sz;

    //座標を行列に設定
    float Vector3[4];
    Vector3[0] = pos_x;
    Vector3[1] = pos_y;
    Vector3[2] = pos_z;
    Vector3[3] = 1;



    float t = 0;

    t = (Vector3[0] * ScaleMatrix4[0][0]) +
        (Vector3[1] * ScaleMatrix4[0][1]) +
        (Vector3[2] * ScaleMatrix4[0][2]) +
        (Vector3[3] * ScaleMatrix4[0][3]);
    printf("%f\n", t);

    t = (Vector3[0] * ScaleMatrix4[1][0]) +
        (Vector3[1] * ScaleMatrix4[1][1]) +
        (Vector3[2] * ScaleMatrix4[1][2]) +
        (Vector3[3] * ScaleMatrix4[1][3]);
    printf("%f\n", t);

    t = (Vector3[0] * ScaleMatrix4[2][0]) +
        (Vector3[1] * ScaleMatrix4[2][1]) +
        (Vector3[2] * ScaleMatrix4[2][2]) +
        (Vector3[3] * ScaleMatrix4[2][3]);
    printf("%f\n", t);

    t = (Vector3[0] * ScaleMatrix4[3][0]) +
        (Vector3[1] * ScaleMatrix4[3][1]) +
        (Vector3[2] * ScaleMatrix4[3][2]) +
        (Vector3[3] * ScaleMatrix4[3][3]);
    printf("%f\n", t);
};


//三次元回転変換
class Quaternion
{
public:
    float x;
    float y;
    float z;

    float w;

public:

    Quaternion(float xx = 0, float yy = 0, float zz = 0, float ww = 0)
    {
        x = xx;
        y = yy;
        z = zz;

        w = ww;
    }

    //今の方向 , 向きたい方向
    void process(Vector3 s, Vector3 p)
    {
        //        Vector3 s(1, 1, 0);//今の方向
        //        Vector3 p(-1, 1, 0);//新しい方向ベクトル

        Vector3 newFacing;//新しい座標に向かうベクトルを計算して正規化

        Vector3 t = p - s;
        float len = (float)sqrt(Vector_scalar(t));

        newFacing.x = t.x / len;
        newFacing.y = t.y / len;
        newFacing.z = t.z / len;

        //        printf("方向ベクトル x: %f\n", newFacing.x);
        //        printf("方向ベクトル y: %f\n", newFacing.y);
        //        printf("方向ベクトル z: %f\n\n", newFacing.z);


        Vector3 pa = Vector3::Cross(Vector3(0, 0, 1), newFacing);
        float sp = (float)sqrt(Vector_scalar(pa));

        Vector3 a;//回転軸
        a.x = pa.x / sp;
        a.y = pa.y / sp;
        a.z = pa.z / sp;


        float r = (float)acos(Vector3::Dot(Vector3(0, 0, 1), newFacing));

        //        printf("回転軸 x: %f\n", a.x);
        //        printf("回転軸 y: %f\n", a.y);
        //        printf("回転軸 z: %f\n\n", a.z);

        //        printf("回転角　θ: %f\n", r);

        Quaternion q;
        q.w = (float)cos(r / 2);

        q.x = (float)newFacing.x * (float)cos(r / 2);
        q.y = (float)newFacing.y * (float)sin(r / 2);
        q.z = (float)newFacing.z * (float)sin(r / 2);

        //////////////////////////////////////////////////////////
        printf("q w: %f\n", q.w);
        printf("q x: %f\n", q.x);
        printf("q y: %f\n", q.y);
        printf("q z: %f\n", q.z);
        /////////////////////////////////////////////////////////

    }

};

void t()
{

    //ワールド座標
    Matrix3 now[6] =
    {

        Matrix3(-160, +100, 1),

        Matrix3(-160, -100, 1),

        Matrix3(+160, -100, 1),

        ///////////////////////////////////

        Matrix3(-160, +100, 1),

        Matrix3(+160, +100, 1),

        Matrix3(+160, -100, 1)
    };

    //ビュー行列
    const Matrix3 s[3] = {
        Matrix3((2.0f / 640.0f),0.0f,0.0f),
        Matrix3(0.0f,(2.0f / 400.0f),0.0f),
        Matrix3(0.0f,0.0f,1.0f),
    };


    Vector3 p(0, 0, 0);

    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        p.x = (now[i].x * s[0].x) + (now[i].y * s[0].y) + (now[i].z * s[0].z);
        p.y = (now[i].x * s[1].x) + (now[i].y * s[1].y) + (now[i].z * s[1].z);
        p.z = (now[i].x * s[2].x) + (now[i].y * s[2].y) + (now[i].z * s[2].z);

        printf("頂点:%d\n", i + 1);
        printf("p.x: %.2f\n", p.x);
        printf("p.y: %.2f\n", p.y);
        printf("p.z: %.2f\n\n\n", p.z);
    }


    //int _C = getchar();
   // return 0;
}

#endif

Answer 1

その提示コードがヘッダファイルで，
それを複数の場所からincludeしているということでしょうか．

例えば，
あるヘッダの中にvoid f(){ ... }という実装が書かれていて，
それを，A.cppとB.cppとからincludeしたならば，それは，

//A.cpp

void f(){ ... }

//B.cpp

void f(){ ... }

と書いたことと一緒なわけです．
なので，リンカが「f()の定義が２つあるぞクソが」って吠える．

「インクルードガード」という言葉だけを覚えて，その意味を把握していないのではありませんか？
なんとなく#ifndef どうのこうのとか書く前に，一度，きちんと

• 一体何を「ガード」するための記述なのか？
• あるいは「includeって何？」というところ

を把握しましょう．
でないと，毎回同じ目にあいますよ，きっと．

---

（includeに関しては，一度はこんなくだらないことをやって遊ぶべき）

//cpp
#include <stdio.h>
int
#include "Header1.h"
#include "Header2.h"

    "Hello world" );
    return 0;
}

//Header1.h
main(

//Header2.h
)
{
    printf(

Answer 2

インクルード・ガードは コンパイル時に定義/宣言の重複を抑止するものであり、
リンク時には効果ありません。※ 件のエラーはリンク時のエラーです。

inline 指定するか、さもなくば ヘッダ内では宣言のみとし定義は～.cppに置くことになります。

※ さもないと ODR(One Definition Rule):「"定義はただひとつ"の原則」に反する(のでエラー)

Answer 3

ヘッダファイルで関数を定義するときは、inlineとする必要があります（inline関数は、複数生成しても自動でマージしてくれるので、今回のような問題にはなりません）。

class{}の内側で定義したメソッドは、自動的にinlineとみなされます。

Comments

[maisumakun]

> やっぱりｃ＋＋ではソースとヘッダーで分けるべきでinlineなどつけて対処すべきなのでしょうか？

グローバル変数を含まない場合、「ソースとヘッダーで分ける」あるいは「inlineを付ける」のどちらかで対応できます。

[episteme]

「マージされる」には疑問。

inline int f() { return 1; }
inline int f() { return 2; }

こんなとき、どうマージすんの? ってなるし。
コンパイル単位ごとに別物として扱われる ではなかろか。

[maisumakun]

> コンパイル単位ごとに別物として扱われる ではなかろか。

inline関数でも、staticとしなければ外部リンケージです。

同じinline関数が複数の翻訳単位で定義された場合、全く同じ定義であれば実体が1つ以下になることが保証されていますが、ご提示のような「同シグネチャで異なる定義のinline関数が複数ある」ような状況はリンクエラーとなります。

http://lpha-z.hatenablog.com/entry/2019/02/17/231500

Answer 4

質問文に書かれている通り、
普通は、ヘッダファイルにはclass定義などの宣言のみを書き、関数定義はソースファイル側に書きます。
(ヘッダ側にinlineで置くことも一応は出来ます。実際class宣言内で定義している関数はinline扱いになっています)

提示された書き方だと、ヘッダファイル(.hpp)をインクルードしたソース(.cpp)の全てに同名の関数定義が含まれてしまうことになります。
リンクの時に全ソースファイルを突き合わせる際に、同じ関数が複数存在することになるのでエラーとなります。