为什么有内联函数声明而不是内联函数调用？

Question

C ++（和其他各种语言）支持内联函数。 如果我想要一个函数内联，我必须在声明中使用inline关键字。 对我而言，这种接缝非常不直观：为什么我不能在调用函数时使用inline ？ 例：

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

代替

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

这将允许我仅在特定位置内联函数而无需复制函数。 此外，每个功能都可以内联，这将使机制更加灵活。 为什么这不支持是有原因的吗？

Answer 1

前言：

内联函数即内联行为即内联扩展是一种优化，其中函数调用被重复的指令集替换。

声明内联函数是向链接器声明该函数的处理方式与非内联函数不同。 具体而言，内联函数的单定义规则是不同的。 允许在多个翻译单元中定义内联函数（并且实际上需要在函数被使用的所有翻译单元中定义）。 这与非内联函数不同，非内联函数必须在一个转换单元中定义。 inline关键字可用于声明内联函数。

虽然内联声明的命名与内联优化类似，而前者可以间接影响后者是否可行，但这两个概念是分开的。

现在，回答。

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如果我想要一个函数内联，我必须在声明中使用inline关键字。

您不一定非必须使用inline关键字。 如果函数在同一个转换单元中定义，则编译器可以内联对非内联函数的调用。 即使这不是要求所有翻译单元的链接时优化器的要求。

例：

// a.cpp
void foo(){}        // a non-inline function
inline void qux(){} // an inline function
void bar(){
    foo(); // this call to a non-inline function can be expanded inline
           // because the function is defined in the same TU
}

// b.cpp
void foo(); // the non-inline function must not be defined
            // in multiple translation units
inline void qux(){} // the inline function can and must be defined
                    // in both translation units
void xeb(){
    foo(); // this call to a non-inline function can not be expanded inline by
           // the compiler because the function is not defined in the same TU
           // the call can be expanded by a linker
    qux(); // this call can be expanded by the compiler
           // because the function is defined in the same TU
}

也就是说，链接时优化并不总是一个选项，并且函数调用确实发生在翻译单元之间，因此在某些情况下，内联定义确实是允许内联扩展所必需的。

一个迂腐点：函数可以在没有inline关键字的情况下声明内inline （如果它是成员函数）。

为什么我不能在调用函数时使用内联？

语言中没有这样的语法。

请注意，该函数仍然必须在同一个转换单元中定义，否则编译器无法对其进行内联扩展。 因此，如果您希望在多个转换单元中进行内联扩展，则仍需要将该函数声明为内联。

我怀疑没有语法强制内联扩展的原因可能与为什么没有办法选择if语句的哪个分支是“默认”分支可能对性能有边际影响的原因相同（推理只是我在两种情况下的猜测）：人类在优化方面是出了名的不好。 我没有看到为什么无法引入这种语言功能的技术原因。 但我不希望这样的功能非常有用。

Answer 2

在C ++中， inline 并不意味着调用应该内联。 这意味着允许定义在多个翻译单元中发生，而通常只允许一个定义。

由于头文件通常包含在C ++程序的许多翻译单元中，因此头文件中的任何函数定义都将以多个翻译单元结束。 因此，要使这项工作成功，您需要这些定义的inline关键字。 它仍然与内联有关，因为在这种情况下（定义在标题中），定义在包含标题的所有调用站点都可用，允许编译器内联它，因为它知道完整定义。 如果标题中只有声明可用，则只能在链接期间进行内联（使用“链接时优化”即LTO）。

Answer 3

简短但甜蜜的回答：“内联”并没有像过去那样做。 现在，这意味着链接器应该忽略来自不同编译单元的多个定义，只需选择一个并继续使用它。 编译器可以随意使用。 大多数或所有现代编译器都忽略“内联”。

额外事实：在最新最好的C ++中，您可以将变量声明为内联。