为什么 class 定义在 class 之外（但在头文件中）的成员函数必须内联？

Question

关于inline的两种含义，我已经阅读了现有的answers，但我仍然很困惑。

假设我们有以下头文件：

// myclass.h

#ifndef INCLUDED_MYCLASS
#define INCLUDED_MYCLASS

class MyClass
{
   public:
      void foo(); // declaration
};

inline void MyClass::foo()
{
    // definition
}

#endif

为什么在文件中 class 之外定义的 void foo() 必须用 inline 显式定义？

Answer 1

这是因为您在 header 文件中定义了 MyClass::foo。或者更抽象一点，该定义将出现在多个翻译单元中（每个包含 header 的 .cpp 文件）。

在一个程序中定义多个 variable/function 违反了一个定义规则，该规则要求每个 variable/function 在一个程序中只能有一个定义。

请注意，header 守卫不会对此提供保护，因为它们仅在您在同一文件中多次包含相同的 header 时提供保护。

将函数定义标记为 inline 虽然意味着该定义在多个翻译单元中始终相同。¹.

实际上，这意味着链接器将只使用 MyClass::foo 的第一个定义并在所有地方使用它，而忽略其余部分

¹：如果不是这种情况，则您的程序 ill-formed 不需要任何诊断。

Answer 2

如果你把MyClass::foo()放在一个头文件中并且没有声明它inline那么编译器会为每个编译单元生成一个函数体#include头文件和这些将在 link 时间发生冲突。 linker 抛出的通常错误类似于 Multiple definition of symbol MyClass::foo() 或类似的错误。声明函数 inline 可以避免这种情况，并且编译器和 linker 必须在这方面合作。

正如您在评论中提到的那样，inline 关键字还向编译器发出提示，表明您希望函数实际内联，因为 (大概）你经常调用它并且更关心速度而不是代码大小。编译器不需要接受这个请求，所以它可能会生成一个或多个函数体（在不同的编译单元中），这就是为什么 linker 必须知道它们实际上都是一样的，而且它只是需要保留其中之一（任何一个都可以）。如果它不知道它们都是一样的，那么它就不知道该怎么做，这就是为什么 'classical' 行为总是抛出错误。

鉴于现在的编译器经常内联小函数，大多数编译器也有某种 noinline 关键字，但这不是标准的一部分。

有关 inline 的更多信息，请访问 cppreference。

为什么 class 定义在 class 之外（但在头文件中）的成员函数必须内联？

Why do class member functions defined outside the class (but in header file) have to be inlined?

c++

inline

function

member

header-files