C 内联函数和“未定义的外部”错误

我试图用内联函数替换一些宏子例程，以便编译器可以优化它们，以便调试器可以单步执行它们，等等。如果我将它们定义为普通函数，它就可以工作：

void do_something(void)
{
  blah;
}

void main(void)
{
  do_something();
}

但如果我将它们定义为内联：

inline void do_something(void)
{
  blah;
}

void main(void)
{
  do_something();
}

它说“错误：未定义的外部”。这意味着什么？在黑暗中刺一剑，我尝试过

static inline void do_something(void)
{
  blah;
}

void main(void)
{
  do_something();
}

并且没有更多错误。函数定义和函数调用位于同一个 .c 文件中。

有人可以解释为什么一个有效而另一个无效吗？

（第二个相关问题：如果我想在多个 .c 文件中使用内联函数，我应该将它们放在哪里？）

首先，编译器并不总是将内联函数标记为inline;例如，如果您关闭所有优化，它可能不会内联它们。

当您定义内联函数时

inline void do_something(void)
{
  blah
}

并使用该函数，即使在同一个文件中，对该函数的调用也是由链接器而不是编译器解析的，因为它是隐式“外部”的。但这个定义本身并不提供函数的外部定义。

如果您包含的声明没有inline

void do_something(void);

在一个C文件中可以看到inline定义，编译器将提供该函数的外部定义，并且错误应该消失。

原因static inline工作原理是它使函数仅在该编译单元内可见，因此允许编译器解析对该函数的调用（并对其进行优化）并在该编译单元内发出该函数的代码。然后链接器不必解析它，因此不需要外部定义。

放置内联函数的最佳位置是在头文件中，并声明它们static inline。这消除了对外部定义的任何需要，因此解决了链接器问题。但是，这会导致编译器在使用该函数的每个编译单元中发出该函数的代码，因此可能会导致代码膨胀。但由于该函数是内联的，因此它可能很小，因此这通常不是问题。

另一种选择是define it as extern inline在标头中，并在一个 C 文件中提供和extern 宣言没有inline修饰符。

gcc 手册是这样解释的：

通过声明内联函数，您可以指示 GCC 调用 该功能更快。 GCC 实现这一目标的一种方法是集成 该函数的代码放入其调用者的代码中。这使得 通过消除函数调用开销来加快执行速度；在 另外，如果任何实际参数值是常数，则它们的 已知值可能允许在编译时进行简化，这样就不会 需要包含所有内联函数的代码。对的影响 代码大小难以预测；目标代码可能更大或更小 函数内联，具体取决于具体情况。你可以 还指示 GCC 尝试将所有“足够简单”的功能集成到 他们的来电者可以选择-finline-functions.

GCC 实现了声明函数的三种不同语义 排队。一种可用于-std=gnu89 or -fgnu89-inline或者 什么时候gnu_inline属性存在于所有内联声明中， 另一个时候-std=c99, -std=c1x, -std=gnu99 or -std=gnu1x（没有-fgnu89-inline)，第三个是编译C++时使用的。

要声明内联函数，请使用inline其关键字 声明，像这样：

 static inline int
 inc (int *a)
 {
   return (*a)++;
 }

如果您正在编写要包含在 ISO C90 程序中的头文件， 写__inline__代替inline.

这三种类型的内联在两种重要情况下的行为类似： 当。。。的时候inline关键字用于static函数，就像 上面的例子，当一个函数第一次声明时不使用inline关键字，然后定义为inline， 像这样：

 extern int inc (int *a);
 inline int
 inc (int *a)
 {
   return (*a)++;
 }

在这两种常见情况下，程序的行为与您一样 没有使用过inline关键字，除了它的速度。

当一个函数既是内联函数又是内联函数时static，如果所有调用 函数被集成到调用者中，函数的地址是 从未使用过，那么该函数自己的汇编代码永远不会 参考。在这种情况下，GCC实际上并不输出汇编代码 对于函数，除非您指定选项-fkeep-inline-functions。有些呼叫无法集成到各种 原因（特别是在函数定义之前的调用 不能集成，也不能在内部进行递归调用 定义）。如果存在非集成调用，则函数为 像往常一样编译为汇编代码。该函数还必须是 如果程序引用其地址，则照常编译，因为 无法内联。

请注意，函数定义中的某些用法可以使其 不适合内联替换。这些用法包​​括： 使用 varargs、alloca 的使用、可变大小数据类型的使用、计算 goto 的使用、 使用非局部 goto 和嵌套函数。 使用-Winline当函数被标记时会发出警告inline不能 被替换，并给出失败的原因。

根据 ISO C++ 的要求，GCC 考虑内部定义的成员函数 类的主体被标记为内联，即使它们不是内联 明确声明与inline关键词。你可以覆盖这个 和-fno-default-inline.

GCC 在不优化时不会内联任何函数，除非您 指定always_inline函数的属性，如下所示：

 /* Prototype.  */
 inline void foo (const char) __attribute__((always_inline));

本节的其余部分专门针对 GNU C90 内联。

当内联函数不是static，那么编译器必须 假设可能有来自其他源文件的调用；自从全球 符号在任何程序中只能定义一次，函数不能 在其他源文件中定义，因此其中的调用不能被 融合的。因此，一个非static内联函数总是 以通常的方式自行编译。

如果同时指定inline and extern在函数定义中， 那么该定义仅用于内联。在任何情况下都不是 函数是自己编译的，即使你引用它的地址也不会 明确地。这样的地址成为外部引用，就好像您 仅声明了该函数，并没有定义它。

这种组合inline and extern几乎有一个效果 宏。使用方法是将函数定义放在头文件中 包含这些关键字的文件，并放置定义的另一个副本 （不足inline and extern）在库文件中。中的定义 头文件将导致大多数对函数的调用被内联。 如果该功能仍有任何用途，它们将引用单个副本 在图书馆。