c++ - 避免多次编译内联函数的定义

Question

我在头文件中有一个非模板结构:

struct X {
    constexpr X() : /* ... */ { /* ... */ }
    constexpr void f() {
        // ...
    }
};

具有不同大小的函数。这用于许多不同的翻译单元，并且每个函数出现在多个目标文件中，以便它们在最终的可执行文件中被丢弃。

我想要的是将定义放在单个目标文件中，而其他翻译单元可以内联函数或使用外部定义(类似于 C 中的 extern inline 语义) .我该怎么做？

它似乎适用于模板和extern template:

namespace detail {

template<std::nullptr_t>
struct X_base {
    constexpr X_base() // ...
    constexpr void f() // ...
};

extern template struct X_base<nullptr>;

}

struct X : detail::X_base<nullptr> {
    using X_base::X_base;
};

// X.cpp
#include <X.hpp>

template struct detail::X_base<nullptr>;

但这是否有任何重大缺点(符号名称较长、难以阅读、需要文档等)，或者是否有更简单的方法来做到这一点？

Answer 1

C++ 没有内联函数的概念，它必须在一个翻译单元中发出，因此肯定不需要在其他任何地方发出。 (它根本没有发出目标代码的概念，但关键是没有语法说“我保证这个定义与其他定义是 ODR 相同的，除了它而且只有它带有这个标记。”所以编译器可以做到这一点。)

但是，您想要的行为是实现 C++20 模块的明显方式:因为已知模块中内联函数的定义是唯一的定义，它可以而且应该发出一次，以防多个导入翻译单元需要它的外联拷贝。 (内联仍然是可能的，因为作为构建模块的一部分，定义在编译器内部形式中可用。)请记住，在模块的类中定义的成员函数不会自动内联，尽管 constexpr 仍然暗示它。

另一个丑陋的解决方法是使非内联包装器在不断评估之外使用，尽管如果有多个级别的 constexpr 函数也可能在运行时使用，这可能会变得笨拙。