【C++】LNK2005「既に定義されています」とは？｜ヘッダーに実体を書くと起きる多重定義を再現して、inline・extern・staticの違いを実測

▼util.h
#pragma once

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

▼a.cpp
#include "util.h"

int fromA()
{
    return add(1, 2);
}

▼main.cpp
#include <cstdio>
#include "util.h"

int fromA();

int main()
{
    std::printf("fromA = %d, add = %d\n", fromA(), add(3, 4));
    return 0;
}

main.cpp
a.cpp
コードを生成中...
a.obj : error LNK2005: "int __cdecl add(int,int)" (?add@@YAHHH@Z) は既に main.obj で定義されています。
main.exe : fatal error LNK1169: 1 つ以上の複数回定義されているシンボルが見つかりました。

▼util.h(直した)
#pragma once

inline int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

fromA = 3, add = 7

▼var.h
#pragma once

int g_count = 0;

▼a.cpp
#include "var.h"

void countUp()
{
    ++g_count;
}

int readA()
{
    return g_count;
}

▼main.cpp
#include <cstdio>
#include "var.h"

void countUp();
int readA();

int main()
{
    countUp();
    countUp();
    countUp();
    std::printf("main側 g_count = %d / a.cpp側 g_count = %d\n", g_count, readA());
    return 0;
}

main.cpp
a.cpp
コードを生成中...
a.obj : error LNK2005: "int g_count" (?g_count@@3HA) は既に main.obj で定義されています。
main.exe : fatal error LNK1169: 1 つ以上の複数回定義されているシンボルが見つかりました。

▼var.h(staticを付けた)
#pragma once

static int g_count = 0;   // それぞれのcppに、別々の変数ができる

main側 g_count = 0 / a.cpp側 g_count = 3

▼var.h(宣言だけにした)
#pragma once

extern int g_count;   // 宣言だけ(実体はglobals.cppに1つだけ)

▼globals.cpp(実体は、ここだけ)
#include "var.h"

int g_count = 0;      // 実体はここだけ

main側 g_count = 3 / a.cpp側 g_count = 3

▼var.h(inline変数)
#pragma once

inline int g_count = 0;   // C++17: ヘッダーに書いても、実体は1つにまとめられる

main側 g_count = 3 / a.cpp側 g_count = 3

main.cpp
C:\blogtest\dup\c2_inline\var.h(3): error C7525: インライン変数には、最低でも '/std:c++17' が必要です
a.cpp
C:\blogtest\dup\c2_inline\var.h(3): error C7525: インライン変数には、最低でも '/std:c++17' が必要です
コードを生成中...

▼player.h
#pragma once

class Player
{
public:
    int hp() const;
};

int Player::hp() const
{
    return 100;
}

main.cpp
a.cpp
コードを生成中...
a.obj : error LNK2005: "public: int __cdecl Player::hp(void)const " (?hp@Player@@QEBAHXZ) は既に main.obj で定義されています。
main.exe : fatal error LNK1169: 1 つ以上の複数回定義されているシンボルが見つかりました。

▼player.h(クラスの中に書く)
#pragma once

class Player
{
public:
    int hp() const { return 100; }   // クラスの中に書くと、自動でinline扱いになる
};

fromA = 100, main = 100

▼player.h(クラスの外に書く場合は、inlineを付ける)
#pragma once

class Player
{
public:
    int hp() const;
};

inline int Player::hp() const   // クラスの外に書くなら、inlineを付ける
{
    return 100;
}

fromA = 100, main = 100

▼main.cpp
#include <cstdio>
#include "a.cpp"          // .cppをincludeしている

int main()
{
    std::printf("fromA = %d\n", fromA());
    return 0;
}

main.cpp
a.cpp
コードを生成中...
a.obj : error LNK2005: "int __cdecl fromA(void)" (?fromA@@YAHXZ) は既に main.obj で定義されています。
main.exe : fatal error LNK1169: 1 つ以上の複数回定義されているシンボルが見つかりました。

▼a.h
#pragma once

int fromA();

fromA = 42

▼crtlib.cpp(/MTでlibにした)
#include <iostream>
#include <string>

void hello()
{
    std::string s = "hello from lib";
    std::cout << s << std::endl;
}

▼main.cpp(/MDでビルド)
#include <iostream>

void hello();

int main()
{
    hello();
    std::cout << "main" << std::endl;
    return 0;
}

main.cpp
crtlib.lib(crtlib.obj) : error LNK2038: 'RuntimeLibrary' の不一致が検出されました。値 'MT_StaticRelease' が MD_DynamicRelease の値 'main.obj' と一致しません。
msvcprt.lib(MSVCP140.dll) : error LNK2005: "public: bool __cdecl std::ios_base::good(void)const " (?good@ios_base@std@@QEBA_NXZ) は既に crtlib.lib(crtlib.obj) で定義されています。
(中略: 同じ形のエラーが、ほかに51行続く)
LINK : warning LNK4098: defaultlib 'LIBCMT' は他のライブラリの使用と競合しています。/NODEFAULTLIB:library を使用してください。
main.exe : fatal error LNK1169: 1 つ以上の複数回定義されているシンボルが見つかりました。

hello from lib
main

main.cpp
LINK : warning LNK4098: defaultlib 'LIBCMT' は他のライブラリの使用と競合しています。/NODEFAULTLIB:library を使用してください。

▼consts.h
#pragma once

const int kMax = 10;   // constのグローバル変数は、ファイルごとに内部リンケージ

fromA = 20, kMax = 10