c++ inline使函數實現可以在頭文件中，避免多重定義錯誤

 

作者：Jon Lee
鏈接：https://www.zhihu.com/question/53082910/answer/133612920
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inline 絕對是C++里最讓人混淆的關鍵詞之一了（比static還過分）。

============== Update 30 Nov 2016

看其他評論里有提到static 的。個人評價一下 static + inline 一起：那就是把死人往活里搞，活人往死里搞的趕腳，坑之深簡直不忍直視。先上追加的3個結論；后面有代碼，有耐心的小伙伴們拿回去自己試。

3. 謹慎使用 static：如果只是想把函數定義寫在頭文件中，用 inline，不要用static。static 和 inline 不一樣：

• static 的函數是 internal linkage。不同編譯單元可以有同名的static 函數，但該函數只對 對應的編譯單元 可見。如果同一定義的 static 函數，被不同編譯單元調用，每個編譯單元有自己單獨的一份拷貝，且此拷貝只對 對應的編譯單元 可見。
• inline 的函數是 external linkage，如果被不同編譯單元調用，每個編譯單元引用／鏈接的是同一函數，同一定義。
• 上面的不同直接導致：如果函數內有 static 變量，對inline 函數，此變量對不同編譯單元是共享的（Meyer's Singleton）；對於static 函數，此變量不是共享的。看后面的代碼就明白區別了。

4. static inline 函數，跟 static 函數單獨沒有差別，所以沒有意義，只會混淆視聽。

5. inline 函數的定義不一定要跟聲明放在一個頭文件里面：定義可以放在一個單獨的頭文件 .hxx 中，里面需要給函數定義前加上 inline 關鍵字，原因看下面第 2.點；然后聲明 放在另一個頭文件 .hh 中，此文件include 上一個 .hxx。這種用法 boost里很常見：優點1. 實現跟API 分離，encapsulation。優點2. 可以解決 有關inline 函數的 循環調用問題：這個不展開說了，看一個這個文章就懂了：Headers and Includes: Why and How 第 7 章，function inlining。

Reference: inline specifier

============== 原答案30 Nov 2016

1. 不要再把 inline 和編譯器優化掛上關系了，太誤導人。編譯器不傻，inline is barely a request。你不加inline，小函數在開O3時，編譯器也會自動給你優化了。看到inline時，應該首先想到其他用意，在考慮編譯器優化。

2. inline最大的用處是：非template 函數，成員或非成員，把定義放在頭文件中，定義前不加inline ，如果頭文件被多個translation unit（cpp文件）引用，ODR會報錯multiple definition。

============== static ／ inline 代碼

a.hh

#ifndef A_HH
# define A_HH

# include <iostream>

namespace static_test
{
  static int& static_value() // (!*!) Or change this to inline 
  {
    static int value = -1;
    return value;
  }

  namespace A
  {
    void set_value(int val);
    void print_value();
  }
}

#endif

　　

a. cc

# include "a.hh"

namespace static_test
{
  namespace A
  {
    void set_value(int val)
    {
      auto& value = static_value();
      value = val;
    }
  
    void print_value()
    {
      std::cout << static_value() << '\n';
    }
  }
}

　　

b.hh:

#ifndef B_HH
# define B_HH

# include <iostream>

namespace static_test
{ 
  namespace B
  {
    void set_value(int val);
    void print_value();
  };
}

#endif

　　

b.cc:

# include "a.hh"
# include "b.hh"

namespace static_test
{
  namespace B
  {
    void set_value(int val)
    {
      auto& value = static_value();
      value = val;
    }
  
    void print_value()
    {
      std::cout << static_value() << '\n';
    }
  }
}

main. cc

# include "a.hh"
# include "b.hh"

int main()
{
  static_test::A::set_value(42);

  static_test::A::print_value();
  static_test::B::print_value();

  static_test::B::set_value(37);
  
  static_test::A::print_value();
  static_test::B::print_value();

  return 0;
}

• a.hh 中標注 (!*!) 的那行，如果是inline，輸出：42，42，37，37。value 在整個程序中是個Singleton。
• 如果是 static，輸出：42，－1，42，37。value 在不同編譯單元是不同的拷貝，即使它被標注 static。