c++ - 内联还有用吗？

Question

这个问题在这里已经有了答案:





When should I write the keyword 'inline' for a function/method?

(15 个回答)


3年前关闭。




我相信， inline 已经过时了，因为我读到了 here :

No matter how you designate a function as inline, it is a request that the compiler is allowed to ignore: the compiler might inline-expand some, all, or none of the places where you call a function designated as inline.

但是， Angew 似乎理解我不理解的东西。在 this question 中，他和我来回反复，关于 inline 是否仍然有用。

这个问题不是关于:

inline 的历史使用或其中 inline 仍可用于向编译器提示 inline 函数: When should I write the keyword 'inline' for a function/method? 。

内联函数的优缺点代码:Benefits of inline functions in C++?

强制编译器为 inline 功能码:force inline function in other translation unit

请记住，编译器可以随意更改 inline，因此 inline 在那里没有帮助: 在哪里可以使用 inline 来强制(而不是建议)更改已编译的代码？

Answer 1

我将尽力以最好的方式解释我的“ secret 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 关键字也强烈建议编译器内联标记为 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，它会很乐意忽略它并完全内联其他东西。

我希望我们已经处理了显式的 inline 内联关系。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，而不会违反一个定义规则 (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

将产生链接器错误，提示符号 f 被定义了两次。

然而，如果你用 inline 关键字标记一个函数，它会特别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，当然 f 的定义不必逐字记录在文件中。它可以来自 #include d 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 ，否则会导致多个定义错误。

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:要内联函数(即通过在调用站点上重复函数体来替换对它的调用)，编译器首先必须拥有函数体。

C++ 遵循一种单独的编译模型，其中编译器无法访问当前生成的对象文件以外的对象文件。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在多个翻译单元中，则其定义必须包含在所有翻译单元中。通常，这会导致多重定义错误。所以如果你把你的函数放在一个头文件中，并且在任何地方都定义了它的定义 #include 以在任何地方启用它的内联，你必须将它标记为 inline 以防止多个定义错误。

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，虽然不需要 inline 关键字作为“请内联它”的提示，但您可能仍然会发现，如果编译器选择这样做，您仍然需要使用它来使编译器能够进行内联。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代码生成(又名整个程序优化)，在实际链接之前，优化器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可用，并且在程序中的任何地方都没有使用单个 inline 关键字的情况下内联是完全可能的。但是这种优化通常在构建时间上成本很高，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。

为了完整起见:我在第一部分中略有作弊。 ODR 属性实际上不是 inline 关键字的属性，而是内联函数(这是语言的一个术语)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

其所有定义必须是 token 对 token 和实体对实体相同

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。即使没有 inline 关键字，这样的函数也是自动内联的。