Что такое inline в C++

Что проверяют

Знаете ли вы современный смысл inline: это правило одного определения, а не приказ встраивать код. Кандидата, который отвечает только «функция вставляется в место вызова», сразу спрашивают, почему компилятор тогда встраивает функции без этого слова и как inline связан с заголовками.

Как отвечать

Исторически inline был подсказкой оптимизатору. Сейчас решение о встраивании компилятор принимает по своей эвристике: встраивает небольшие функции без inline и может не встроить помеченные. С LTO он делает это даже между единицами трансляции.

Что ключевое слово даёт сегодня:

• исключение из ODR: inline-функцию можно определить в нескольких единицах трансляции, если определения одинаковы. Поэтому функцию, определённую в заголовке, помечают inline, иначе при подключении заголовка в два .cpp будет ошибка линковки multiple definition;
• одна сущность на программу: у inline-функции один адрес и одна копия статической локальной переменной во всех единицах трансляции;
• неявно inline: методы, определённые внутри тела класса, функции constexpr и consteval. У шаблонов своё правило, для них ODR ослаблено и без ключевого слова;
• inline-переменные (C++17): inline constexpr int kLimit = 64; в заголовке и static inline int counter = 0; прямо в классе, без отдельного определения в .cpp. Статические constexpr-члены класса с C++17 тоже неявно inline.

Для принудительного встраивания есть расширения компиляторов: [[gnu::always_inline]] в GCC и Clang, __forceinline в MSVC. Обратное делают через noinline.

Если спросят про макросы: inline-функция проверяет типы, вычисляет аргументы один раз и видна отладчику.

Где спотыкаются

Утверждают, что inline гарантирует встраивание, а его отсутствие запрещает. Ни то, ни другое не верно.

Путают inline и static в заголовке. static даёт каждой единице трансляции свою копию с отдельным адресом и своими статическими переменными, inline даёт одну общую.

Допускают разные определения одной inline-функции в разных файлах, например из-за разных макросов. Это нарушение ODR и неопределённое поведение, а линкер его обычно не замечает.