ProgrammazioneSviluppatore Backend C++

Quali sono gli approcci per la dichiarazione e definizione delle funzioni membro della classe in C++? Qual è la differenza tra la dichiarazione all'interno della classe, la definizione all'interno della classe e la definizione al di fuori della classe? Come influisce questo sull'implementazione inline?

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Risposta.

In C++, una funzione membro di una classe può essere dichiarata:

  • All'interno della classe (definizione inline):

    class A { void foo() { /* ... */ } // direttamente all'interno della classe };

    Queste funzioni sono considerate implicitamente inline.

  • All'interno della classe (solo dichiarazione):

    class A { void foo(); // solo dichiarazione }; void A::foo() { /* ... */ } // definizione al di fuori della classe

Differenza:

  • La definizione all'interno della classe («in loco») implica automaticamente inline, il compilatore può incorporare tale funzione direttamente nel codice della sua chiamata.
  • La definizione al di fuori della classe non è automaticamente inline senza un'indicazione esplicita (inline), sebbene la parola chiave possa essere aggiunta:
    inline void A::foo() { /* ... */ }
  • La dichiarazione al di fuori della classe è necessaria quando la definizione è separata, ad esempio, in un file .cpp per accelerare la compilazione e per separare l'interfaccia dall'implementazione.

Vantaggi e svantaggi degli approcci:

  • La definizione all'interno della classe è comoda per funzioni piccole e frequentemente chiamate.
  • Per metodi grandi o metodi che cambiano separatamente, è più efficace fornire solo la dichiarazione nella classe, e la definizione nel .cpp.

Domanda insidiosa.

La funzione definita all'interno della classe sarà sempre realmente incorporata dal compilatore?

Risposta: No. La parola chiave inline (compresa l'assegnazione implicita alla definizione all'interno della classe) è solo un suggerimento per il compilatore. Il compilatore può ignorare questo consiglio se ritiene che la funzione sia troppo complessa o poco praticabile per l'incorporamento.


Esempi di errori reali a causa della mancanza di conoscenza delle sottigliezze del tema.


Storia 1

In un grande progetto, le funzioni membro erano definite come inline all'interno dei file header e incluse in migliaia di unità di traduzione, il che ha causato un aumento dei tempi di compilazione e un aumento delle dimensioni del binario a causa della duplicazione del codice: il compilatore non sempre unisce l'implementazione macchina identica.


Storia 2

Nel tentativo di accelerare l'esecuzione, lo sviluppatore ha spostato tutta la logica della classe nella dichiarazione (nel file .h). Questo ha comportato che, a seguito di una modifica della funzione, si ricompilasse l'intero progetto, e non solo i singoli file (quelli effettivamente coinvolti nell'integrazione).


Storia 3

Un nuovo membro del team ha inserito metodi lunghi per la serializzazione e la gestione dei file direttamente nella dichiarazione della classe template, causando la diffusione casuale di errori in tutte le TU e una crescita eccessiva delle dimensioni del file eseguibile senza un aumento delle prestazioni.