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  1. 规则
  2. 含义的变化
  3. 注解
  4. 示例
inline 说明符
2020-12-29
C++

inline 说明符

规则

inline 说明符在用于函数的 声明说明符序列 时,将函数声明为一个 内联(inline)函数

完全在 class/struct/union 的定义之内定义的函数,无论它是成员函数还是非成员 friend 函数,均为隐式的内联函数。

C++11起

声明有 constexpr 的函数是隐式的内联函数。

弃置的函数是隐式的内联函数:其(弃置)定义可出现在多于一个翻译单元中。

C++17起:内联变量

inline 说明符,在用于具有静态存储期的变量(静态类成员或命名空间作用域变量)的 声明说明符序列 时,将变量声明为内联变量

声明为 constexpr静态成员变量(但不是命名空间作用域变量)是隐式的内联变量。

内联函数内联变量 具有下列性质:

  1. inline 函数或变量的定义必须在访问它的翻译单元中可达(不一定要在访问点前)。
  2. 外部链接的 inline 函数或变量(例如不声明为 static )拥有下列额外属性:
    1. 内联函数或变量 (C++17 起)在程序中可拥有多于一次定义,只要每个定义都出现在不同翻译单元中(对于非静态的内联函数和变量)且所有定义等同即可。例如,内联函数或内联变量可定义于被多个源文件所 #include 的头文件中。
    2. 它必须在每个翻译单元中均声明为 inline 。
    3. 它在每个翻译单元中均拥有相同地址。

在内联函数中,

C++17起:

命名空间作用域的内联 const 变量默认具有外部链接(这点不同于非内联非 volatile 的有 const 限定的变量)

含义的变化

inline 关键词的本意是作为给优化器的指示器,以指示优先采用函数的内联替换而非进行函数调用,即并不执行将控制转移到函数体内的函数调用 CPU 指令,而是代之以执行函数体的一份副本而无需生成调用。这会避免函数调用的开销(传递实参及返回结果),但它可能导致更大的可执行文件,因为函数体必须被复制多次。

因为关键词 inline 的含义是非强制的,编译器拥有对任何未标记为 inline 的函数使用内联替换的自由,和对任何标记为 inline 的函数生成函数调用的自由。这些优化选择不改变上述关于多个定义和共享静态变量的规则。

C++17 起:由于关键词 inline 对于函数的含义已经变为“容许多次定义”而不是“优先内联”,因此这个含义也扩展到了变量。

注解

若具有外部连接的内联函数或变量在不同翻译单元中的定义不同,则行为未定义

inline 说明符不能用于块作用域内(函数内部)的函数或变量声明

inline 说明符不能重声明在翻译单元中已定义的非内联函数或变量。

隐式生成的成员函数、任何在其首条声明中声明为inline的成员函数、任何在类定义内定义的函数:都是内联的。

若内联函数在不同翻译单元中进行声明,则其默认实参的积累集合必须在每个翻译单元的末尾相同。

在 C 中,内联函数不必在每个翻译单元声明为 inline(至多一个可为非 inline 或 extern inline),函数定义不必相同(但若程序依赖于调用的是哪个函数,则行为未指明),且函数局部的静态变量在同一函数的不同定义间不同。

C++17起:

关于内联静态成员的额外规则见静态数据成员

内联变量消除了将 C++ 代码打包为唯头文件的库的主要障碍(允许多次(相同)定义)

示例

// 头文件
#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H
#include <atomic>
// 包含于多个源文件的函数必须为 inline
inline int sum(int a, int b)
{
return a + b;
}
// 拥有外部链接的包含于多个源文件的变量必须为 inline
inline std::atomic<int> counter(0);
#endif

// 源文件 #1
#include "example.h"
int a()
{
++counter;
return sum(1, 2);
}

// 源文件 #2
#include "example.h"
int b()
{
++counter;
return sum(3, 4);
}
<⇧>