c++ inline使函数实现可以在头文件中，避免多重定义错误

作者：Jon Lee
链接：https://www.zhihu.com/question/53082910/answer/133612920
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inline 绝对是C++里最让人混淆的关键词之一了（比static还过分）。

============== Update 30 Nov 2016

看其他评论里有提到static 的。个人评价一下 static + inline 一起：那就是把死人往活里搞，活人往死里搞的赶脚，坑之深简直不忍直视。先上追加的3个结论；后面有代码，有耐心的小伙伴们拿回去自己试。

3. 谨慎使用 static：如果只是想把函数定义写在头文件中，用 inline，不要用static。static 和 inline 不一样：

• static 的函数是 internal linkage。不同编译单元可以有同名的static 函数，但该函数只对 对应的编译单元 可见。如果同一定义的 static 函数，被不同编译单元调用，每个编译单元有自己单独的一份拷贝，且此拷贝只对 对应的编译单元 可见。
• inline 的函数是 external linkage，如果被不同编译单元调用，每个编译单元引用／链接的是同一函数，同一定义。
• 上面的不同直接导致：如果函数内有 static 变量，对inline 函数，此变量对不同编译单元是共享的（Meyer's Singleton）；对于static 函数，此变量不是共享的。看后面的代码就明白区别了。

4. static inline 函数，跟 static 函数单独没有差别，所以没有意义，只会混淆视听。

5. inline 函数的定义不一定要跟声明放在一个头文件里面：定义可以放在一个单独的头文件 .hxx 中，里面需要给函数定义前加上 inline 关键字，原因看下面第 2.点；然后声明 放在另一个头文件 .hh 中，此文件include 上一个 .hxx。这种用法 boost里很常见：优点1. 实现跟API 分离，encapsulation。优点2. 可以解决 有关inline 函数的 循环调用问题：这个不展开说了，看一个这个文章就懂了：Headers and Includes: Why and How 第 7 章，function inlining。

Reference: inline specifier

============== 原答案30 Nov 2016

1. 不要再把 inline 和编译器优化挂上关系了，太误导人。编译器不傻，inline is barely a request。你不加inline，小函数在开O3时，编译器也会自动给你优化了。看到inline时，应该首先想到其他用意，在考虑编译器优化。

2. inline最大的用处是：非template 函数，成员或非成员，把定义放在头文件中，定义前不加inline ，如果头文件被多个translation unit（cpp文件）引用，ODR会报错multiple definition。

============== static ／ inline 代码

a.hh

#ifndef A_HH
# define A_HH

# include <iostream>

namespace static_test
{
  static int& static_value() // (!*!) Or change this to inline
  {
    static int value = -1;
    return value;
  }

  namespace A
  {
    void set_value(int val);
    void print_value();
  }
}

#endif

　　

a. cc

# include "a.hh"

namespace static_test
{
  namespace A
  {
    void set_value(int val)
    {
      auto& value = static_value();
      value = val;
    }

    void print_value()
    {
      std::cout << static_value() << '\n';
    }
  }
}

　　

b.hh:

#ifndef B_HH
# define B_HH

# include <iostream>

namespace static_test
{
  namespace B
  {
    void set_value(int val);
    void print_value();
  };
}

#endif

　　

b.cc:

# include "a.hh"
# include "b.hh"

namespace static_test
{
  namespace B
  {
    void set_value(int val)
    {
      auto& value = static_value();
      value = val;
    }

    void print_value()
    {
      std::cout << static_value() << '\n';
    }
  }
}

main. cc

# include "a.hh"
# include "b.hh"

int main()
{
  static_test::A::set_value(42);

  static_test::A::print_value();
  static_test::B::print_value();

  static_test::B::set_value(37);

  static_test::A::print_value();
  static_test::B::print_value();

  return 0;
}

• a.hh 中标注 (!*!) 的那行，如果是inline，输出：42，42，37，37。value 在整个程序中是个Singleton。
• 如果是 static，输出：42，－1，42，37。value 在不同编译单元是不同的拷贝，即使它被标注 static。