constexpr 与 constexpr 内联与定义 - 优化 C 和 C++ 中的通用实用函数

Question

我有一个简单的函数，我在操作代码中为

C

编译，在测试中为

C++

编译。由于我将在代码中广泛使用此函数，因此我想在实用程序文件中声明它并使其尽可能高效。

让我们考虑一个计算两个

uint64_t

值之间的绝对差的示例函数。

这里有三个选项：

选项1：

constexpr uint64_t diff(uint64_t a, uint64_t b)
{
    return a > b ? a - b : b - a;
}

在 C++ 中，该函数将在编译时求值并隐式内联。

在C中，

constexpr

将被忽略，仅表示函数的返回值为

constexpr

。

选项2：

constexpr inline uint64_t diff(uint64_t a, uint64_t b)
{
    return a > b ? a - b : b - a;
}

在 C++ 中，该函数将在编译时求值并隐式内联。

inline

关键字是多余的。

在C中，

constexpr

会被忽略，仅暗示函数的返回值为

constexpr

，并且有提示编译器切换函数与函数体。

选项3：

#define DIFF(a, b) ((a) > (b) ? ((a) - (b)) : ((b) - (a)))

在 C++ 中，它可以工作，但使用

constexpr

函数可以增加类型安全性。

在 C 中，它可以工作，并且可能是最有效的方法，就像在内联函数中一样，编译器可能会忽略内联。

哪个选择更好，为什么？还有第四种选择吗？

请记住，我需要为

c

和

c++

选择最佳选择。

Answer 1

理想的选择是你还没有提到的：

constexpr static inline uint64_t diff(uint64_t a, uint64_t b)
{
    return a > b ? a - b : b - a;
}

C 语言需要

static inline

的原因是

inline

在 C 中的工作方式不同。它仅仅让您提供内联定义，但如果该函数实际上并未内联（例如在调试版本中），您会得到一个链接器错误而不在某个地方声明它

extern inline

。

static inline

避免了这个问题，并允许您通过内部链接定义标头中的所有内容。 虽然很脏，但是有用。

在 C++ 中，

static inline

是合法的，尽管有点多余。

constexpr

已经使函数成为内联函数，我们不需要使用

static

来解决此问题，因此您也可以编写：

#ifdef __cplusplus
#define C_STATIC_INLINE
#else
#define C_STATIC_INLINE static inline
#endif
#define

constexpr C_STATIC_INLINE uint64_t diff(uint64_t a, uint64_t b)
{
    return a > b ? a - b : b - a;
}