内联静态常量与静态常量变量

Question

我不清楚哪种解决方案更好，因为我不太明白它们之间的区别。我想要一个包含一些变量的文件，这些变量可以在整个程序中自由使用。我的第一次尝试如下：

头文件（Hosts.h）

#pragma once

#include <string>

namespace Some::Namespace {

using std::string;

class Hosts {
public:
    static const unsigned int SOME_DEVICE_PORT;
    static const string SOME_DEVICE_IP;
};
}

实现文件（Hosts.cpp）

#include <Network/Hosts.h>

namespace Some::Namespace {
    const unsigned int Hosts::SOME_DEVICE_PORT = 10100;
    const string Hosts::SOME_DEVICE_IP = "192.168.1.1";
}

后来我了解到inline关键字，它可以使实现文件不再需要，你可以仅在头文件中定义变量 - 就像这样:

带有inline的头文件（Hosts.h）

#pragma once

#include <string>

namespace Some::Namespace {

using std::string;

class Hosts {
public:
    static const unsigned int SOME_DEVICE_PORT = 10100;
    inline static const string SOME_DEVICE_IP = "192.168.1.1";
};
}

现在我的问题是：这些实现在变量实例数量方面有何不同？最好每个变量只有一个实例。但是，这两种解决方案是否会做到这一点，还有其他优化方面的陷阱吗？

谢谢。

- 7heViking

Answer 1

扩展Mayur的回答，这两种方法非常相似。

它们的主要区别在于在库（.dll等）中使用内联静态变量时。

对于带有inline变量，在编译阶段，每个使用它的翻译单元都会有一个实例，然后链接器将删除所有实例，只引用所有未被删除的翻译单元到唯一未被删除的实例。

对于非内联变量，将只有一个变量实例，然后所有翻译单元都将引用此变量。

在单个模块（.exe，.dll...）中，这两种用例的行为完全相同。

但是，在将多个.dll与.exe链接在一起时，使用inline变量时，每个模块都将具有一个实例，因此每个模块都将引用自己的实例。这可能（或可能不）是一个问题。由于您将它们声明为const，因此变量的值不会出现问题，但是如果您正在获取其地址进行某些比较或其他操作，则不同模块的地址将不同，这可能会导致问题。

这不会发生在非内联变量中，因为您应该从一个共享模块导出变量，并从所有其他模块引用它，这样整个程序就只有一个实例。

- LoPiTaL

Answer 2

在C++中，内联声明的变量与内联函数声明具有相同的语义。它可以在多个编译单元中定义，必须在每个使用它的编译单元中定义，并且程序行为就像只有一个变量一样。

struct MyClass
{
    static const int sValue;
};
inline int const MyClass::sValue = 777;

甚至可以这样说：

struct MyClass
{
    inline static const int sValue = 777;
};

此外，需要注意的是constexpr变量隐式地是inline的，因此不需要使用constexpr inline myVar = 10;。

（参考链接：ref）

- Mayur

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"...并且程序的行为就像确实只有一个变量一样" 但是，是否确实只有一个变量呢？ - 7heViking

这取决于具体情况。每个目标文件都会有自己的变量，从某种意义上说。但在链接时，它们将合并为一个单一的文件。这就是为什么所有定义必须严格相同的重要性，也是“一次定义规则”的原因，否则你将会违反ODR（例如，当不同的翻译单元（TUs）使用不同的#define编译时，导致该变量的不同定义），这会导致“未定义行为”。 - ddevienne