为什么在 .cpp 文件中不能内联函数定义？

Question

为什么不能在.cpp文件中内联函数或类成员函数定义？例如，在下面的测试示例中，如果我尝试在cpp文件中内联函数或类成员定义，链接器会给我一个未定义引用错误：

test.h

void print();

class A
{
    public:
        void print() const;
};

test.cpp

#include <test.h>

inline void print()
{
    // implementation
}

inline void A::print() const
{
    // implementation
}

main.cpp

#include <test.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    print(); // undefined reference to `print()'
    A a;
    a.print(); // undefined reference to `A::print() const'

    return 0;
}

我已经阅读了这里的一些答案，但我仍然不确定它是如何工作的。

- arauter

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可能是因为可以在.cpp文件之间内联函数。如果从函数中删除inline，它们将正常工作甚至可能被内联。 - Bo Persson

Answer 1

Q) 为什么不可能在.cpp文件中内联函数定义？

您可以在.cpp文件中内联函数。

但是，您不能从不同的.cpp文件中访问这些inline函数。

内联函数必须存在于每个使用它的文件中。这就是为什么它们经常出现在头文件中，以便需要使用它的任何源文件都包含了包含该文件的头文件。

- Galik

Answer 2

inline 关键字很令人困惑，但对于这个用例来说，如果你知道其含义，它仍然是清晰的。 inline 影响需要生成的代码的要求。更具体地说，它告诉编译器不需要为该函数预见一个函数指针。与常规情况一样，可以将内容复制到调用者中。由于有了 inline，原始函数就不需要被创建。因此，在 test.o 中没有函数指针。

在 main.o 中，您调用此函数。因此，它尝试解析未创建的函数指针，从而导致此链接器错误。

例如，可以使用 clang 的编译器警告来找到这些情况： -Wundefined-inline 编辑 内联函数不会有函数指针吗？并不是这样，完全可以获取此函数的地址并使用和传递它。但是，由于该函数是内联的，因此不能依赖此函数指针与同一函数的另一个地址相等。

在这种情况下，您将在对象文件中的某个位置拥有函数指针。但是，在这种情况下，编译器不需要提供正确的重载名称，以便可以从另一个编译单元中使用它。

- JVApen

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那么，无论函数的内容是否被复制，当该函数被内联时，永远不会有指向该函数的函数指针？ - Andi

这取决于你的编译器。虽然如此，你不能依赖它。但是，如果你获取地址，会涉及到一些额外的丑陋操作，让我补充一下。 - JVApen

哦，好的。但是即使函数指针可能存在，链接器在这种情况下仍会抱怨？ - Andi

Answer 3

来自cppreference.com：

内联函数或变量（自C++17起）的定义必须存在于访问它的翻译单元中（不一定在访问点之前）。

您的函数被定义在test.cpp中，但是您从main.cpp中访问它们。

- Mikhail Vasilyev