内联还有用吗？ [复制]

Question

我相信，inline 已经过时了，因为我读过here：

无论你如何将函数指定为inline，这是一个允许编译器忽略的请求：编译器可能内联扩展你调用指定为@的函数的部分、全部或任何地方987654330@.

但是，Angew 似乎理解了一些我不理解的东西。在this question他和我来回走了好久，关于inline是否还有用。

这个问题不是一个问题：

• inline 或 inline 的历史用途仍可用于向编译器提示 inline 函数：When should I write the keyword 'inline' for a function/method?。
• 内联函数代码的优缺点：Benefits of inline functions in C++?
• 强制编译器使用inline 功能代码：force inline function in other translation unit

记住编译器可以随意inline，所以inline在那里没有帮助：哪里可以用inline强制，不建议，改变在编译代码中？

Answer 1

inline 现在主要只是一个外部链接说明符，出于您所说的原因。

所以是的，它确实有用，但它与实际的内联函数不同。它允许您在编译单元之间多次定义相同的方法并将它们正确链接在一起，而不是出现多个定义错误。

//header.h
inline void foo() {}
void goo() {}

//cpp1.cpp
#include "header.h"

//cpp2.cpp
#include "header.h"

// foo is okay, goo breaks the one definition rule (ODR)

实际上强制函数内联取决于编译器，有些可能通过特定的attributes 或pragmas 或（__forceinline）或诸如此类的支持。

简单地说，它允许您在标题中定义函数而不会破坏 ODR...

Answer 2

我会尽力解释我的“秘密理解”。

这里有两个完全不同的概念。一是编译器通过直接在调用点重复函数体来替换函数调用的能力。另一种是在多个翻译单元（=多个.cpp文件）中定义函数的可能性。

第一个称为函数内联。第二个是inline 关键字的用途。 从历史上看，inline 关键字也是对编译器的强烈建议，它应该内联标记为inline 的函数。随着编译器在优化方面变得更好，这个功能已经消退，使用inline 作为内联函数的建议确实已经过时了。如果编译器发现这是一个更好的优化，它会很高兴地忽略它并完全内联其他东西。

我希望我们已经处理了明确的inline–inlining 关系。当前代码中没有。

那么，inline 关键字的实际用途是什么？很简单：标记为inline 的函数可以在多个翻译单元中定义，而不会违反单一定义规则 (ODR)。想象一下这两个文件：

file1.cpp

int f() { return 42; }

int main()
{ return f(); }

file2.cpp

int f() { return 42; }

这个命令：

> gcc file1.cpp file2.cpp

会产生一个链接器错误，抱怨符号f被定义了两次。

然而，如果你用inline 关键字标记一个函数，它会明确告诉编译器和链接器：“你们确保这个函数的多个相同定义不会导致任何错误！”

所以以下将起作用：

file1.cpp

inline int f() { return 42; }

int main()
{ return f(); }

file2.cpp

inline int f() { return 42; }

将这两个文件编译和链接在一起不会产生任何链接器错误。

请注意，f 的定义当然不必逐字记录在文件中。它可以来自#included 头文件：

f.hpp

inline int f() { return 42; }

file1.cpp

#include "f.hpp"

int main()
{ return f(); }

file2.cpp

#include "f.hpp"

基本上，要能够将函数定义写入头文件，必须将其标记为inline，否则会导致多次定义错误。

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最后一个难题是：当关键字与内联无关时，为什么实际上拼写为inline？原因很简单：要内联一个函数（也就是说，通过在调用站点上重复它的主体来替换对它的调用），编译器必须首先拥有函数的主体。 p>

C++ 遵循一种单独的编译模型，其中编译器 无法访问它当前生成的目标文件以外的目标文件。因此，为了能够内联一个函数，它的定义必须是当前翻译单元的一部分。如果您希望能够将其内联到多个翻译单元中，则其定义必须在所有翻译单元中。通常，这会导致多重定义错误。因此，如果您将函数放在标头中并在任何地方都将其定义为#include 以在任何地方启用其内联，则必须将其标记为inline 以防止出现多个定义错误。

请注意，即使在今天，虽然编译器会内联任何认为合适的函数，但它仍然必须能够访问该函数的定义。因此，虽然 inline 关键字作为提示“请内联”不是必需的，但您可能仍会发现您需要使用它来启用编译器进行内联（如果它选择这样做）。没有它，您可能无法将定义放入翻译单元，而没有定义，编译器根本无法内联函数。

编译器不能。链接器可以。现代优化技术包括链接时间代码生成（也称为全程序优化），其中优化器在实际链接之前作为链接过程的一部分在所有目标文件上运行。在这一步中，所有函数定义当然都是可用的，并且完全可以内联，而无需在程序中的任何地方使用单个 inline 关键字。但是这种优化通常在构建时间上代价高昂，尤其是对于大型项目。考虑到这一点，仅依靠 LTCG 进行内联可能不是最佳选择。

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为了完整起见：我在第一部分略有作弊。 ODR 属性实际上不是inline 关键字的属性，而是内联函数（这是语言的术语）的属性。内联函数的规则是：

• 可以在多个翻译单元中定义而不会导致链接器错误
• 必须在使用它的每个翻译单元中定义
• 它的所有定义必须是token-for-token和entity-for-entity相同的

inline 关键字将函数转换为内联函数。将函数标记为内联的另一种方法是直接在类定义中定义（而不仅仅是声明）它。这样的函数是自动内联的，即使没有 inline 关键字。