将 inline 关键字与模板一起使用是不是有意义？

Posted 2023-02-16

【中文标题】将 inline 关键字与模板一起使用是不是有意义？

【英文标题】：Does it make any sense to use inline keyword with templates?将 inline 关键字与模板一起使用是否有意义？

【发布时间】：2012-05-19 02:58:30

【问题描述】：

由于模板是在头文件中定义的，并且编译器能够确定内联函数是否有利，这是否有意义？我听说现代编译器更清楚何时内联函数并且忽略了inline 提示。

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编辑：我想接受这两个答案，但这是不可能的。为了结束这个问题，我接受 Sebastian Mach 的回答，因为它获得了最多的选票，而且他在形式上是正确的，但正如我在 cmets 中提到的，我认为 Puppy 的和组件 10 的答案也是正确的，从不同的角度来看。

问题在于 C++ 语义，在 inline 关键字和内联的情况下并不严格。 Sebastian Mach 说“如果你是认真的就写内联”，但 inline 的实际含义尚不清楚，因为它从最初的含义演变为“停止编译器对 ODR 违规行为进行抱怨”的指令正如小狗所说。

【参考方案1】：

这不是无关紧要的。不，不是每个函数模板默认都是inline。该标准甚至在 Explicit specialization ([temp.expl.spec])

中对此进行了明确说明

具备以下条件：

a.cc

#include "tpl.h"

b.cc

#include "tpl.h"

tpl.h（取自显式专业化）：

#ifndef TPL_H
#define TPL_H
template<class T> void f(T) 
template<class T> inline T g(T) 

template<> inline void f<>(int)  // OK: inline
template<> int g<>(int)  // error: not inline
#endif

编译这个，然后瞧：

g++ a.cc b.cc
/tmp/ccfWLeDX.o: In function `int g<int>(int)':
inlinexx2.cc:(.text+0x0): multiple definition of `int g<int>(int)'
/tmp/ccUa4K20.o:inlinexx.cc:(.text+0x0): first defined here
collect2: ld returned 1 exit status

在进行显式实例化时不声明 inline 也可能导致问题。

总结：对于非完全专业化的函数模板，即至少带有一种未知类型的函数模板，您可以省略inline，不会收到错误，但它们仍然不是@987654329 @。对于完整的特化，即只使用已知类型的特化，你不能省略它。

建议的经验法则：写inline，如果你是认真的，请保持一致。它让你更少考虑是否仅仅因为你可以。 （此经验法则符合Vandevoorde's/Josuttis's C++ Template: The Complete Guide）。

【讨论】：

真的可以写出来。但这并不意味着内联，即使它看起来像那样。 Vandevoorde 和 Josuttis 在 C++ 模板：完整指南

中也明确说明了这一点

显式特化不是模板。

@DeadMG：然而，在查找时，普通函数优于完全专业化，所以如果它们不是模板，也不是非模板，那么它们是什么？

这个答案不正确。模板的显式特化是一个函数，而不是模板。该函数不会变成inline，只是因为专门化的模板标有inline。所以模板上的inline 完全无关紧要。该函数是否应该是 inline 与它通过模板专业化生成无关（并且有比这更好的答案，即何时使用 inline）。 @Puppy 下面的答案是正确的，这个不是。在模板上添加inline 是无关紧要的，clang-tidy 实际上会删除它。

此外，该示例仅展示了正常功能的 ODR 问题（该行为与模板无关）。为了尝试表明inline 并非无关紧要，该示例应涵盖明确专门化template<> void f<>(int) 没有 inline 关键字的情况。但即便如此，更改模板上的inline 说明符也没有任何区别，因为是否标记模板inline 无关紧要。

【参考方案2】：

这无关紧要。所有模板都已经是inline——更不用说截至 2012 年，inline 关键字的唯一用途是阻止编译器抱怨 ODR 违规。您是绝对正确的 - 您当前的编译器将知道自己内联什么，甚至可能在翻译单元之间这样做。

【讨论】：

标准没有规定所有模板都是内联的。

@phresnel：但是模板与inline标记的函数具有相同的语义（也就是说，可以将多个等效定义传递给链接器，链接器将选择一个）。这不是内联，是 inline 关键字的真正功能。

@BenVoigt：我知道inline 的 ODR 含义。也许可以在下面（或上面，取决于选择的排序）看看我的答案。对于非专业模板，你当然是对的，但形式上不一样。

@DeadMG：C++中没有要求函数模板必须在头文件中实现；它可以在任何地方实施。为了反映这一点，我倾向于建议标记inline应该是内联的。它通常没有区别，但在标准语言中，它们是不一样的，而且它们也不都是内联的。我接受你的立场，说“这无关紧要”，但根据标准，并非所有模板都是内联的，只有作为 C++ 用户的你，它们看起来好像。

您对明确专业化不是模板的公认答案的评论（很明显在被告知之后，当然....）也许是最有帮助的事情在本页。您是否介意将其也添加到您的答案中？

【参考方案3】：

正如您所建议的，inline 是对编译器的提示，仅此而已。它可以选择忽略它，或者实际上内联未标记为内联的函数。

将inline 与模板一起使用曾经是一种（较差的）解决方法，即每个编译单元都会为同一个模板类创建一个单独的对象，这会导致链接时出现重复问题。通过使用inline（我认为），名称修饰的效果不同，它在链接时解决了名称冲突，但以大量臃肿的代码为代价。

Marshall Cline explains it here 比我做得更好。

【讨论】：

@Xeo：以前不是这样的。在这里查看：gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.0.4/gcc/… 我认为最近发生了变化，这就是我用过去时态说话的原因。

@Xeo：你能指出标准中声明函数模板总是内联的部分吗？因为，他们不是。

@phresnel：有趣，我可以发誓我已经在标准中读到了。也许我把它与函数模板不受 ODR (§14.5.5.1 p7 & p8) 的事实混为一谈。糟糕，我删除了错误的评论。

@Component 10 为什么你认为这是解决编译问题的糟糕方法

编译器可能会提供使内联的标志不仅仅是一个提示（例如，clang 有-finline-hint-functions）。不过，使用这些标志是否是个好主意是另一个问题。

【参考方案4】：

这是 C++ 标准所说的：

[dcl.inline/1]

内联说明符只能应用于变量或函数的声明。