c++ - 为什么在内联函数内部调用的函数不需要定义？

Question

考虑以下示例:

extern void not_defined();

void f() {
    not_defined();
}

int main() {}

如果我编译并链接上述程序，我会收到链接器错误 undefined reference to not_defined() 。 (https://godbolt.org/z/jPzscK7ja)

这是预期的，因为我使用 not_defined 进行 ODR .

但是，如果我做 f()内联函数，程序可以正确编译和链接( https://godbolt.org/z/qEEob9ann ):

extern void not_defined();

// inline is added here
inline void f() {
    not_defined();
}

int main() {}

这也适用于成员函数的内联定义(因为它们也是内联的？)( https://godbolt.org/z/xce3neofW ):

extern void not_defined();

struct C {
    void f_member() { 
        not_defined(); 
    }
    
    void recurse() { 
        f_member(); 
    };
};

inline void f_free_inline() {
    not_defined();
}

// void f_free() {
//     not_defined();
// }

int main() {
    C c;
    // f_free_inline();
}

如果我取消注释f_free或f_free_inline()在main()它不再起作用了。这种效果似乎甚至是传递性的，因为 recurse来电 f_member ，和f_member来电 not_defined() .

所以我的问题是，内联函数有什么特别之处使得这成为可能？

编辑:

如果内联函数位于模块的权限范围内(即使未导出)，则此技巧将不再起作用:

export module mod_interface;

extern void not_defined();

export inline void f_module() {
  not_defined();
}

以上将导致 not_defined 的链接器错误.

这很令人难过，因为我正在将库移植到模块中，突然得到了很多 undefined reference 。其中一些函数被包装在内联函数中。

Answer 1

标准不仅仅是对编译器行为的一组要求。这也是对程序员行为的一套要求。

如果 ODR 使用缺失符号 Y 的函数 X() 是 内联 或 ，GCC 的链接器不会提示static 函数，因为如果它具有本地链接并且可以忽略不计(如果它是内联的)，则不可能从外部模块调用它们。

但是瞧!不管您是否能够编译并运行该程序，您的程序根据标准都是不正确的。仅在内联函数 X() 的情况下，一旦在任何编译单元中都没有找到对内联 X() 的引用，链接器就会对其进行优化。

如果它不是内联函数，它将保留到链接的最后阶段，并且将通过模块查找缺少的名称。编译器的实现是在排除未使用的 X() 之前对其进行搜索。其他一些编译器的行为可能有所不同。

这就是为什么它是“格式错误”的代码，但“不需要诊断”。通过某些实现方式可以进行诊断。有些实现会将这两种情况诊断为错误，有些则无法检测到您的欺骗。仅当您有多个编译单元时，某些实现才会检测到问题。