在一个内联函数有不同的定义是否是未定义行为？

Question

在一个内联函数有不同的定义是否是未定义行为？

c++inlineundefined-behaviorfunction-prototypes

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最简代码：

// --------inline.h--------
struct X { 
  static inline void foo ();
};   
#ifdef YES
inline void X::foo () { cout << "YES\n"; }
#else
inline void X::foo () { cout << "NO\n"; }
#endif

// --------file1.cpp--------
#define YES    // <---- 
#include"inline.h"
void fun1 ()
{
  X::foo();
}

// --------file2.cpp--------
#include"inline.h"
void fun2 ()
{
  X::foo();
}

如果我们调用fun1()和fun2()，那么它们将分别打印YES和NO，这意味着它们引用了同一个X::foo()的不同函数体。

无论这样编码是否正确，我的问题是：
这是一个良好定义的行为还是未定义的行为？

- iammilind

如果您想在两个不同的文件中拥有两个不同的自由函数（而不是类成员），但名称相同，则可以使用“static”关键字（或匿名命名空间）将它们隔离。将file2.cpp中的函数标记为静态意味着在链接期间，没有其他.cpp文件可以看到它。这对于非常大的程序非常有用，因为您可能并不总是确定哪些常见名称已被函数占用。 - Crashworks

在这种情况下，您实际上不需要inline.h和#define hack; 只需在file1.cpp中以一种方式定义“void X :: foo()”（带有或不带有内联），在file2.cpp中定义另一种方式，您将具有完全相同的行为。 - abarnert

省略 inline 会导致一个不同的一次定义规则违反。非内联函数由3.2段3覆盖，内联函数由3.2段5覆盖。许多（大多数？）链接器会捕获非内联违规情况。至少我的链接器没有捕获内联违规情况。 - David Hammen

@DavidHammen：正如我在Als的回答评论中所说，这实际上是相同的违规行为。7.1.2基本上表示您不能使用inline来规避ODR（以及其他一些与此处无关的事情）；核心问题仍然是ODR（请注意7.1.2中对3.2的直接引用）。但是，“在这种情况下，它也可能欺骗编译器和/或链接器错过警告您的好机会”。 - abarnert

@DavidHammen：此外，主要的观点是，您可以通过放弃 #define hack 并将内联定义放在 file1.cpp 和 file2.cpp 中来获得完全相同的行为，从而实现更简单的“最小代码”演示。 - abarnert

3个回答

7

未定义。您正在违反 ODR。

- Puppy

4

如果我们调用fun1()和fun2()，那么它们将分别打印“YES”和“NO”，这意味着它们正在引用同一X::foo()的不同函数体。

你试过了吗？使用不同的优化级别？

我得到的结果是“YES”和“NO”，“YES”和“YES”，或“NO”和“NO”，这取决于优化级别和编译对象呈现给链接器的顺序。

毋庸置疑，这是未定义的行为。

- David Hammen

+1 给这个信息。我没有注意到。我使用 -O4 编译了。 - iammilind

1

@Als：观察到行为极其不同是未定义行为的很好证据（虽然不完全是证明）。相反的情况才是危险的（观察到一致的行为并不是它不是未定义行为的好证据）。 - abarnert

3

@Als: 我意识到观察到的行为并不是证明。我之前知道这是UB。我认为看看会产生什么结果，并了解如何玩弄它以产生不同的结果会很有趣。 - David Hammen

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可以查看英文原文，
原文链接

- Alok Save · Accepted Answer

是的，这是未定义行为。

参考资料：

C++03标准：

7.1.2函数说明符[dcl.fct.spec]
第4段：

内联函数必须在使用它的每个翻译单位中定义，并且在每种情况下都应该有完全相同的定义（3.2）。[注意：在翻译单位中出现内联函数调用可能会在其定义出现之前遇到。]如果具有外部链接的函数在一个翻译单位中声明为内联，则在出现的所有翻译单元中都必须声明为内联；不需要进行任何诊断。具有外部链接的内联函数在所有翻译单元中应具有相同的地址。外部内联函数中的静态局部变量始终引用同一对象。外部内联函数中的字符串字面值在不同的翻译单位中是相同的对象。

注：3.2是指“一次定义规则”，其中规定：

3.2一次定义规则[basic.def.odr]
第1段：

没有翻译单元可以包含任何变量、函数、类类型、枚举类型或模板的多个定义。