外联内联做什么？

Question

我知道inline 本身是对编译器的建议，它可能会或可能不会内联函数，它也会产生可链接的目标代码。

我认为static inline 的作用相同（可能内联也可能不内联），但内联时不会生成可链接的目标代码（因为没有其他模块可以链接到它）。

extern inline 在图片中的哪个位置？

假设我想用一个内联函数替换一个预处理器宏，并要求这个函数被内联（例如，因为它使用 __FILE__ 和 __LINE__ 宏，它们应该为调用者解析，但不是这个被调用函数）。也就是说，如果函数没有内联，我想查看编译器或链接器错误。 extern inline 会这样做吗？ （我认为，如果没有，除了坚持使用宏之外，没有其他方法可以实现此行为。）

C++ 和 C 有区别吗？

不同的编译器供应商和版本之间有区别吗？

Answer 1

在 K&R C 或 C89 中，内联不是语言的一部分。许多编译器将其作为扩展实现，但没有关于它如何工作的定义语义。 GCC 是最早实现内联的，并引入了inline、static inline 和extern inline 构造；大多数 C99 之前的编译器通常会效仿。

GNU89：

• inline：该函数可能是内联的（虽然这只是一个提示）。离线版本始终会发出并在外部可见。因此，您只能在一个编译单元中定义这样的内联，而其他每个编译单元都需要将其视为一个外联函数（否则您将在链接时得到重复的符号）。
• extern inline 不会生成外联版本，但可能会调用一个（因此您必须在其他编译单元中定义它。但是，单定义规则适用；外联版本必须具有相同的代码作为此处提供的内联代码，以防编译器调用它。
• static inline 不会生成外部可见的离线版本，尽管它可能会生成文件静态版本。单一定义规则不适用，因为从来没有发出外部符号，也没有调用一个。

C99（或 GNU99）：

• inline: 像 GNU89 "extern inline"；没有发出外部可见的函数，但可能会调用一个函数，因此必须存在
• extern inline: 像 GNU89 "inline": 发出外部可见的代码，所以最多一个翻译单元可以使用它。
• static inline：就像 GNU89 “静态内联”。这是 gnu89 和 c99 之间唯一的便携式

C++：

在任何地方都内联的函数必须在任何地方都是内联的，并且具有相同的定义。编译器/链接器将整理符号的多个实例。 static inline 或 extern inline 没有定义，尽管许多编译器都有它们（通常遵循 gnu89 模型）。

Answer 2

我相信您基于此声明误解了 __FILE__ 和 __LINE__：

因为它使用 __FILE__ 和 __LINE__ 宏应该为调用者解析，但不是这个被调用者 功能

编译有几个阶段，预处理是第一个。 __FILE__ 和 __LINE__ 在该阶段被替换。因此，当编译器可以考虑内联函数时，它们已经被替换了。

Answer 3

听起来你想写这样的东西：

inline void printLocation()
{
  cout <<"You're at " __FILE__ ", line number" __LINE__;
}

{
...
  printLocation();
...
  printLocation();
...
  printLocation();

并希望您每次都能打印出不同的值。正如 Don 所说，您不会，因为 __FILE__ 和 __LINE__ 是由预处理器实现的，而 inline 是由编译器实现的。因此，无论您从哪里调用 printLocation，都会得到相同的结果。

唯一的方法是让 printLocation 成为一个宏。 （是的，我知道...）

#define PRINT_LOCATION  {cout <<"You're at " __FILE__ ", line number" __LINE__}

...
  PRINT_LOCATION;
...
  PRINT_LOCATION;
...

Answer 4

我没有回答“它有什么作用？”，而是回答“我如何让它做我想做的事？”有 5 种内联，在 GNU C89、标准 C99 和 C++ 中都可用。 MSVC 有 一些 （注意我没有测试 MSVC 代码）

总是内联，除非地址被占用

将__attribute__((always_inline)) 添加到任何声明中，然后使用其中一个 以下情况以处理其地址被占用的可能性。

你可能永远不应该使用它，除非你需要它的语义（例如，以某种方式影响程序集，或者使用alloca）。编译器通常比你更清楚它是否值得。

MSVC 的 __forceinline 看起来基本相同，但显然它拒绝在其他编译器管理得很好的很多常见情况下（例如，当优化关闭时）内联。

内联并发出一个弱符号（如 C++，又名“让它工作")

__attribute__((weak))
void foo(void);
inline void foo(void) { ... }

请注意，这会留下一堆相同代码的副本，并且链接器会任意选择一个。

MSVC 在 C 模式下似乎没有完全相同的功能，尽管有一些类似的东西。 __declspec(selectany) 似乎只在谈论数据，所以可能不适用于函数？还有对weak aliases 的链接器支持，但这在这里有效吗？

内联，但从不发出任何符号（留下外部引用）

__attribute__((gnu_inline))
extern inline void foo(void) { ... }

MSVC 的 __declspec(dllimport) 结合实际定义（否则不寻常），据说是这样做的。

emit always（对于一个 TU，解决前面的问题）

提示版本在 C++ 中发出一个弱符号，但在 C 的任一方言中发出一个强符号：

void foo(void);
inline void foo(void) { ... }

或者您也可以不使用提示，这两种语言都会发出强烈的符号：

void foo(void) { ... }

通常，您在提供定义时就知道您的 TU 是什么语言，并且可能不需要太多内联。

MSVC 的 __declspec(dllexport) 应该是这样做的。

在每个 TU 中内联和发射

static inline void foo(void) { ... }

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对于除static 之外的所有这些，您可以在上面添加void foo(void) 声明。这有助于编写干净的标头的“最佳实践”，然后#include使用内联定义创建一个单独的文件。然后，如果使用 C 风格的内联，#define 在一个专用 TU 中使用不同的宏来提供外联定义。

如果标头可能同时用于 C 和 C++，请不要忘记 extern "C"！

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还有一些相关的事情：

从不内联

将__attribute__((noinline)) 添加到函数的任何声明中。

MSVC 有 __declspec(noinline) 但它被记录为仅适用于成员函数。但是，我看到提到可能会阻止内联的“安全属性”？

如果可能，强制将其他函数内联到这个函数中。

将__attribute__((flatten)) 添加到函数的任何声明中。

请注意，noinline 比这更强大，其定义在编译时未知的函数也是如此。

MSVC 似乎没有等效项。我见过一次提到[[msvc::forceinline_calls]]（应用于语句或块），但它不是递归的。

Answer 5

内联、静态内联和外部内联的情况很复杂，尤其是因为 gcc 和 C99 为它们的行为定义了稍微不同的含义（可能也是 C++）。您可以在 C here 中找到一些有用且详细的信息。

Answer 6

宏是您的选择，而不是内联函数。宏统治内联函数的罕见情况。请尝试以下操作：我编写了这个“MACRO MAGIC”代码，它应该可以工作！在 gcc/g++ Ubuntu 10.04 上测试

//(c) 2012 enthusiasticgeek (LOGGING example for StackOverflow)

#ifdef __cplusplus

#include <cstdio>
#include <cstring>

#else

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#endif

//=========== MACRO MAGIC BEGINS ============

//Trim full file path
#define __SFILE__ (strrchr(__FILE__,'/') ? strrchr(__FILE__,'/')+1 : __FILE__ )

#define STRINGIFY_N(x) #x
#define TOSTRING_N(x) STRINGIFY_N(x)
#define _LINE (TOSTRING_N(__LINE__))

#define LOG(x, s...) printf("(%s:%s:%s)"  x "\n" , __SFILE__, __func__, _LINE, ## s);

//=========== MACRO MAGIC ENDS ============

int main (int argc, char** argv) {

  LOG("Greetings StackOverflow! - from enthusiasticgeek\n");

  return 0;
}

对于多个文件，在单独的头文件中定义这些宏，包括在每个 c/cc/cxx/cpp 文件中的相同。请优先使用内联函数或 const 标识符（视情况而定）而不是宏尽可能。