为什么我不能在另一个文件中定义内联成员函数？

Question

我有三个文件：

1. Joy.h

class Joy
{
public:
    void test();
};

2. Joy.cpp

#include "Joy.h"
inline void Joy::test() {}

3. main.cpp

#include "Joy.h"    
int main()
{
    Joy r;        
    r.test();        
    return 0;
}

我尝试使用以下命令编译它们：

g++ cpp Joy.cpp

main.cpp:(.text+0x10): undefined reference to `Joy::test()'

有谁能告诉我为什么……

如果我不想在.h文件中定义test()函数但仍希望它成为一个inline函数，该如何解决这个问题？

- Yishu Fang

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你应该把 inline 函数放在头文件中。你可能也会对链接时优化(g++ -flto 使用最新的 GCC 版本) 感兴趣。 - Basile Starynkevitch

可能是Must the definition of a C++ inline functions be in the same file?的重复问题。 - kev

@kev，哦，抱歉~~我在这里是新手，对C++也是初学者，谢谢。 - Yishu Fang

Answer 1

定义内联成员函数时，应在成员函数的定义前面加上关键字inline，然后将该定义放入头文件中。

声明函数为内联函数基本上是告诉编译器（如果可能），在调用函数的地方用函数的内容替换调用函数的代码。这样做的想法是，函数体可能很小，而调用函数所需的开销比函数体本身还要大。

为了能够这样做，编译器需要在编译调用函数的代码时看到该函数的定义。这意味着该定义必须驻留在头文件中，因为调用函数的代码只能访问头文件。

参考阅读：
[9.7] 如何告诉编译器将成员函数设置为内联函数？

- Alok Save

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当我访问该网站时，出现“您没有权限访问此服务器上请求的文件”的错误。你能否通过其他链接帮助我解决这个问题？ - Rakholiya Jenish

Answer 2

编译器需要完整的函数定义，以便在调用它的地方进行内联。只有在头文件中定义才能实现这一点。

inline函数如何工作？

假设你定义了这个函数：

 inline void increment(int &i) { ++i; }

然后将其用作：

int i = 0;
while( i < N )
{
    std::cout << i << std::endl;
    increment(i);
}

然后编译器会将这段代码翻译成以下形式（简单来说）:

int i = 0;
while( i < N )
{
    std::cout << i << std::endl;
    ++i; //replaced the call with the equivalent code which the function 
         //actually executes to produce the same effect
         //(edit typo) it replaces to ++i and not i++ as it was the original.
}

将函数调用替换为函数本身的代码被称为内联。你可以说，该函数已被内联。

请注意，inline关键字只是编译器的提示：它告诉编译器尽可能地内联我。并不保证每个inline函数调用都会被编译器内联。

- Nawaz

Answer 3

从标准（N3242, 7.1.2.4）中可以看出：

内联函数必须在使用它的每个翻译单元中定义，而且在每种情况下都必须有完全相同的定义。

还可以参考这里：如何告诉编译器将成员函数设置为内联函数？

- Bojan Komazec

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标准是ISO/IEC 14882:2011。措辞应为“...在其中它被_odr-used_...”，但除此之外：+1。 - CB Bailey

@Charles 你说得对。我引用的是最后一个工作草案（我认为是最后一个），日期为2011年2月28日。 - Bojan Komazec

@CharlesBailey：你能告诉我从哪里获取C++11（ISO/IEC 14882:2011）标准吗？谢谢~~ - Yishu Fang

@UniMouS：请访问http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=50372，并查看此处链接：https://dev59.com/wnVD5IYBdhLWcg3wHnyd，了解更多相关编程信息。 - CB Bailey

Answer 4

由于C++编译成独立的编译单元（通常是每个cpp文件），一个cpp文件的编译不知道另一个编译单元中内联函数的实现，因此无法进行内联。

解决方案是将内联函数的实现放在头文件中，这样使用该头文件的所有文件都可以访问实现。

- 111111

Answer 5

一个内联函数是编译器被要求执行内联扩展的函数。

因此，内联函数的整个重点在于它是在代码中实现的。如果您仍希望它成为内联函数，则没有任何其他定义方式。inline function

- ApprenticeHacker

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更确切地说，它可以在调用函数内联，而且当编译该函数时，该函数只能访问头文件。 - Damien_The_Unbeliever