.cpp 文件中的 C++ 内联成员函数答案

【问题标题】：C++ inline member function in .cpp file.cpp 文件中的 C++ 内联成员函数
【发布时间】：2011-04-28 22:10:06
【问题描述】：

我知道根据定义，内联成员函数应该放在标题中。但是，如果不可能将函数的实现放入头文件中怎么办？让我们来看看这种情况：

文件 A.h

#pragma once
#include "B.h"

class A{
    B b;
};

文件 B.h

#pragma once

class A; //forward declaration

class B{
    inline A getA();
};

由于包含通知，我必须将getA 的实现放入

B.cpp

#include "B.h"
#include "A.h"

inline A B::getA(){
    return A();
}

编译器会内联getA吗？如果是这样，哪个内联关键字是重要的（标题中的关键字或 .cpp 文件中的关键字）？是否有另一种方法可以将内联成员函数的定义放入其 .cpp 文件中？

【问题讨论】：

你是不是有错误的印象，认为关键字inline的意思是编译器生成内联汇编而不是进行函数调用？
不-我知道应该发生什么
你确定。你认为应该发生什么？
@Mat.不。就内联代码而言，这没有任何意义。这只是一个提示（所有现代编译器都忽略了）。编译器不需要做任何事情。无论是否使用关键字“inline”，编译器都会分析所有函数以进行潜在内联。
是的，我知道这只是一个提示——反正你说关键字“inline”已经过时了？

标签： c++ function inline member

【解决方案1】：

引用C++ FAQ:

注意：必须函数的定义（部分 {...}) 之间被放置在一个头文件，除非函数是仅在单个 .cpp 文件中使用。在特别是，如果你把内联函数的定义到 .cpp 文件中你从其他一些 .cpp 调用它文件，你会得到一个“未解决来自链接器的“外部”错误。

当编译器发现内联函数有任何用途时，它需要查看内联函数的定义。如果将内联函数放在头文件中，这通常是可能的。

编译器会内联getA吗？

不，除非 getA() 的使用在 B.cpp 本身中。

如果是这样，哪个内联关键字是重要的（标题中的关键字或 cpp 中的关键字）？

Best practice: 只在类体之外的定义中。

还有其他方法可以将内联成员函数的定义放入它的 cpp 文件中吗？

不，至少我不知道。

【讨论】：

【解决方案2】：

它不能，超出 B.cpp 的范围。编译器在每个编译单元的基础上运行，即它单独编译每个 .cpp 文件，因此如果它编译 C.cpp，它将没有可用的 getA() 代码，并且需要执行函数调用和让链接器修复它（或者，如果它真的按字面意思尝试内联，它最终会出现链接器错误。inline 与static 具有相似的品质）。

唯一的例外是 LTCG，即链接时代码生成，它在较新的编译器上可用。

在这种情况下，一种方法是使用另一个包含内联代码的头文件（有时称为 *.inl 文件）。

编辑：至于哪个内联是相关的 - 它是类定义中的一个，即在头文件中。请记住，许多编译器对可以内联和应该内联的内容有自己的想法。例如 gcc 可以完全禁用内联（-O0），或者它可以内联它认为值得内联的任何内容（如 -O3）。

【讨论】：

所以 - 在我的示例中 - 我只需将 B.cpp 重命名为 B.inl 并且我通常会包含 B.h 的每个地方都包含 B.inl？
我不会将 B.cpp 重命名为 B.inl - 我会创建一个单独的 B.inl（或者最好是 B_inline.h）并将所有内联函数放在那里。然后，在您的 B.cpp 中，包含 _inline.h 文件。
“它不能，在 B.cpp 的范围之外......” - 现在一些工具链有链接时间，NO 的一些原因可能已经改变优化 (LTO)。在使用 GCC 和其他一些编译器时可以启用-flto。
@jww 不确定你是否读到了第二段，但这就是我提到 LTCG/LTO 的地方 :) 这当然比 2010 年我写这篇文章时更常见。虽然我个人仍然喜欢编写 C++ 代码，通过将可内联函数放入头文件中来帮助编译器优化。

【解决方案3】：

我会从相反的方向着手。

不要在你的函数中添加内联声明（除非你也需要）。

您需要将内联声明添加到函数/方法的唯一情况是您在头文件中但在类声明之外定义函数。

X.h

class X
{
    public:
        int getX()   { return 4;} // No inline because it is part of the class.
                                  // The compiler knows that needs an inline tag
        int getY();
        int getZ();
};

inline
int X::getY()  { return 5;}       // This needs to be explicitly declared inline.
                                  // Otherwise the linker will complain about
                                  // multiple definitions in compilation units.

X.cpp

 // Never declare anything inline in the cpp file.

 int X::getZ() { return 6; }

给你更具体的情况。
删除所有内联规范。他们没有做你认为他们正在做的事情。

【讨论】：

啊 - 所以如果一个函数是在类的主体中定义的，那么它无论如何都会被内联？
@Mat：它将被标记为好像应用了 inline 关键字。不要将此与编译器内联代码混淆。所有现代编译器都完全忽略该标签（对于迂腐的：链接器确实使用它（但不是用于内联）。

【解决方案4】：

如今，大多数编译器都可以在链接时和编译时执行内联。如果您的函数可能会从内联中受益，那么链接时间优化器很可能会这样做。

当链接器到达它时，编译器输出的内联状态并不多，除了编译器会将某些对象标记为可收集，例如因为内联函数或类模板实例出现在多次编译中单位，或者当多个符号共享一个名称时应该引发错误，例如主函数被定义两次。这些都不会影响它将生成的实际代码。

【讨论】：

我不知道这是可能的。链接器是否关心“内联”关键字，或者它只是自己决定内联什么？
我不太确定“最”部分。此外，LTCG 速度非常慢，我个人更喜欢对编译器的功能进行更多控制。
@EboMike：您认为自己拥有的控制权是一种幻觉。在决定什么值得内联时，编译器总是比你好。（人类在进行所需的分析方面很糟糕）。让编译器做它应该做的工作（内联）让人类做它擅长的事情（考虑算法）。
@Mat：所有现代编译器都忽略了 inline 关键字（与内联代码有关）（除非你也用编译器标志强制它们，这总是一个错误（除非你真的知道你正在做，如果你认为你做了，那么你不做））。链接器确实需要 inline 关键字来知道它应该忽略多个定义（或合并函数的多个定义），否则它必须假定您搞砸了并产生错误。

【解决方案5】：

这是我的做法。

文件 A.h

#pragma once
#include "B.h"

class A {
    B b;
};

文件 B.h

#pragma once

class B {
public:
    template<class T> inline T getA() {
        assert(NULL); // Use 'getA<A>()' template specialization only!
        return NULL;
    }
};

class A; // Forward declaration
template<> inline A B::getA<A>();

文件 C.h

#pragma once
#include "A.h"
#include "B.h"

// Implement template specialization here!
template<> inline A B::getA<A>() { return A(); }

只需包含“C.h”文件即可使用 getA() 方法。与原始代码的唯一变化是 getA() 方法必须定义为 public 而不是 private。

但是，正如你们中的许多人所解释的那样，这并不是真的有用。

【讨论】：