C++ inline 说明符

inline 是从 C 继承来的关键字之一，但是 C++ 的 inline 在不断的增强下几乎完全失去了原本的意义，几乎不再有指导编译器内联优化的作用，反而变为了解决标识符重定义的工具。

标准

9.2.8 The inline specifier [dcl.inline]

1. The inline specifier shall be applied only to the declaration of a variable or function.

2. A function declaration (9.3.4.6, 11.4.2, 11.9.4) with an inline specifier declares an inline function. The inline specifier indicates to the implementation that inline substitution of the function body at the point of call is to be preferred to the usual function call mechanism. An implementation is not required to perform this inline substitution at the point of call; however, even if this inline substitution is omitted, the other rules for inline functions specified in this subclause shall still be respected.

   [Note 1 : The inline keyword has no effect on the linkage of a function. In certain cases, an inline function cannot use names with internal linkage; see 6.6. — end note]

3. A variable declaration with an inline specifier declares an inline variable.
4. The inline specifier shall not appear on a block scope declaration or on the declaration of a function parameter. If the inline specifier is used in a friend function declaration, that declaration shall be a definition or the function shall have previously been declared inline.

5. If a definition of a function or variable is reachable at the point of its first declaration as inline, the program is ill-formed. If a function or variable with external or module linkage is declared inline in one definition domain, an inline declaration of it shall be reachable from the end of every definition domain in which it is declared; no diagnostic is required.

   [Note 2 : A call to an inline function or a use of an inline variable can be encountered before its definition becomes reachable in a translation unit. — end note]

6. [Note 3 : An inline function or variable with external or module linkage has the same address in all translation units. A static local variable in an inline function with external or module linkage always refers to the same object. A type defined within the body of an inline function with external or module linkage is the same type in every translation unit. — end note]
7. If an inline function or variable that is attached to a named module is declared in a definition domain, it shall be defined in that domain. [Note 4 : A constexpr function (9.2.6) is implicitly inline. In the global module, a function defined within a class definition is implicitly inline (11.4.2, 11.9.4). — end note]

9.2.8 inline 说明符 [dcl.inline]

1. inline 说明符应只应用于变量或函数的声明。
2. 一个函数声明 (9.3.4.6, 11.4.2, 11.9.4) 包含 inline 说明符声明了一个 内联函数。内联说明符向实现（编译器）表明，在调用点上对函数主体的内联替换要优于通常的函数调用机制。实现不需要在调用点遵守这种内联替换；但是，即使省略了这种内联替换，本条款中规定的内联函数的其他规则仍应得到遵守。 [Note 1 : inline 关键字对函数的链接没有影响。在某些情况下，内联函数不能使用具有内部链接的名称；见 6.6 。 — end note]
3. 带有 inline 说明符声明的变量是 内联变量。
4. inline 内联说明符不得出现在块范围声明或函数参数的声明中。如果在友元函数声明中使用内联指定符，该声明应该包含定义，或者该函数之前已经被内联声明。

5. 如果一个函数或变量的定义在其第一次声明为内联时是可以达到的（即，有非 inline 版本的定义），那么该程序非良构。如果一个具有外部或模块链接的函数或变量在一个定义域中被内联声明，那么它的内联声明应可从声明它的每个定义域的末端到达（即每次都有内联声明）；不需要诊断。

   [Note 2 : 对内联函数的调用或对内联变量的使用可以在其定义在翻译单元中可达之前遇到。在一个翻译单元中可达的定义之前，可以遇到对内联函数的调用或内联变量的使用。 — end note]

6. [Note 3 : 具有外部或模块联系的内联函数或变量在所有翻译单元中具有相同的地址。 具有外部或模块链接的内联函数中的 静态 局部变量总是指向同一个对象。在具有外部或模块链接的内联函数的主体中定义的类型在每个翻译单元中都是相同的类型。 — end note]
7. 如果一个附属于命名模块的内联函数或变量被声明在一个定义域中，它 应被定义在该域中。 [Note 4 : constexpr 函数 (9.2.6) 隐式内联。在全局模块中，定义在类中的函数隐式内联 (11.4.2, 11.9.4)。 — end note]

解释

inline 函数

• inline 函数不一定被编译器内联，非 inline 函数也有可能被内联。
• inline 函数可以在同一个翻译单元有多个定义，而非 inline 函数只允许有多个声明，不允许有多个定义，但是两者在同一翻译单元中至少有一个定义。
• inline 函数虽然允许有多个定义，但是编译器并会检查多个定义是否相同，存在不同定义的结果是未定义的。
• 如果一个声明带有 inline，那么相同定义的函数都应该有 inline。
• inline 函数默认具有内部链接。如果需要导出，需要使用 extern，确保有至少一个实现，否则会发生链接错误。
• 直接在类内定义的函数默认 inline，无论是否是友元函数，静态成员函数还是普通成员函数。在类外部由作用域运算符定义的函数默认非 inline。
• 可以在定义之前使用 inline 函数，但是必须在当前翻译单元有定义。

inline 变量

• inline 变量只允许出现在函数外部。
• inline 变量允许在不同翻译单元中有多个相同定义，而非 inline 变量不允许。
• inline 变量被所有具有相同定义的翻译单元共享。
• 命名空间作用域的 inline const（constexpr）变量默认具有外部链接（导出）。