Constexpr có ngụ ý nội tuyến không?

Hãy xem xét hàm nội tuyến sau:

// Inline specifier version
#include<iostream>
#include<cstdlib>

inline int f(const int x);

inline int f(const int x)
{
    return 2*x;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    return f(std::atoi(argv[1]));
}

và phiên bản tương đương của constexpr:

// Constexpr specifier version
#include<iostream>
#include<cstdlib>

constexpr int f(const int x);

constexpr int f(const int x)
{
    return 2*x;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    return f(std::atoi(argv[1]));
}

Câu hỏi của tôi là: liệu trình constexprxác định có ngụ ý trình inlinexác định theo nghĩa là nếu một đối số không phải là hằng số được truyền cho một constexprhàm, trình biên dịch sẽ cố gắng thực inlinehiện hàm như thể trình inlinexác định được đưa vào khai báo của nó không?

Tiêu chuẩn C ++ 11 có đảm bảo điều đó không?

Có ([dcl.constexpr], §7.1.5 / 2 trong tiêu chuẩn C ++ 11): "Các hàm constexpr và các hàm tạo constexpr là nội tuyến hoàn toàn (7.1.2)."

Tuy nhiên, lưu ý rằng trình inlinexác định thực sự có rất ít (nếu có) ảnh hưởng đến việc trình biên dịch có khả năng mở rộng một hàm nội tuyến hay không. Tuy nhiên, nó ảnh hưởng đến một quy tắc định nghĩa và từ quan điểm đó, trình biên dịch được yêu cầu tuân theo các quy tắc tương tự cho một constexprhàm như một inlinehàm.

Tôi cũng nên nói thêm rằng bất kể constexprngụ ý inline, các quy tắc cho các constexprhàm trong C ++ 11 yêu cầu chúng phải đủ đơn giản để chúng thường là ứng cử viên tốt để mở rộng nội tuyến (ngoại lệ chính là những hàm đệ quy). Tuy nhiên, kể từ đó, các quy tắc ngày càng lỏng lẻo hơn, do đó constexprcó thể được áp dụng cho các hàm lớn hơn, phức tạp hơn về cơ bản.

constexprkhông ngụ ý inlinecho các biến không tĩnh (C ++ 17 biến nội tuyến)

Mặc dù constexprngụ ý inlineđối với các hàm, nhưng nó không có tác dụng đó đối với các biến không tĩnh, khi xem xét các biến nội tuyến trong C ++ 17.

Ví dụ, nếu bạn lấy ví dụ tối thiểu mà tôi đã đăng tại: Các biến nội tuyến hoạt động như thế nào? và loại bỏ inline, chỉ để lại constexpr, khi đó biến nhận được nhiều địa chỉ, đây là điều chính mà các biến nội tuyến tránh.

constexpr Tuy nhiên, các biến static là tĩnh hoàn toàn.

Ví dụ tối thiểu constexprngụ ý inlinecho các hàm

Như đã đề cập tại: https://stackoverflow.com/a/14391320/895245 , tác dụng chính của inlinenó không phải là nội dòng mà là cho phép nhiều định nghĩa của một hàm, trích dẫn tiêu chuẩn tại: Làm thế nào để một tệp tiêu đề C ++ có thể bao gồm triển khai?

Chúng ta có thể quan sát điều đó bằng cách chơi với ví dụ sau:

main.cpp

#include <cassert>

#include "notmain.hpp"

int main() {
    assert(shared_func() == notmain_func());
}

notmain.hpp

#ifndef NOTMAIN_HPP
#define NOTMAIN_HPP

inline int shared_func() { return 42; }
int notmain_func();

#endif

notmain.cpp

#include "notmain.hpp"

int notmain_func() {
    return shared_func();
}

Biên dịch và chạy:

g++ -c -ggdb3  -O0 -Wall -Wextra -std=c++11 -pedantic-errors  -o 'notmain.o' 'notmain.cpp' 
g++ -c -ggdb3  -O0 -Wall -Wextra -std=c++11 -pedantic-errors  -o 'main.o' 'main.cpp' 
g++ -ggdb3  -O0 -Wall -Wextra -std=c++11 -pedantic-errors  -o 'main.out' notmain.o main.o
./main.out

Nếu chúng tôi xóa inlinekhỏi shared_func, liên kết sẽ không thành công với:

multiple definition of `shared_func()'

vì tiêu đề được đưa vào nhiều .cpptệp.

Nhưng nếu chúng ta thay thế inlinebằng constexpr, sau đó nó hoạt động trở lại, bởi vì constexprcũng ngụ ý inline.

GCC thực hiện điều đó bằng cách đánh dấu các ký hiệu là yếu trên tệp đối tượng ELF: Làm cách nào để tệp tiêu đề C ++ có thể bao gồm việc triển khai?

Đã thử nghiệm trong GCC 8.3.0.