C++: 内联函数

news/2024/5/20 1:29:06 标签: C++, 内联函数

概念：

与宏的对比：

函数膨胀：

概念：

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

举例：

inline int Add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int main()
{
	int ret1 = Add(1, 2) * 3;

	int x = 1, y = 2;
	int ret2 = Add(x | y, x & y);

	return 0;
}

内联函数的本质其实和C语言中的宏函数相差不多，但是对比于宏，内联函数仅仅只是代替和替换，并不会像宏函数一样在替换的同时建立栈帧。

换句话说，内联函数只是替换和展开，而非调用和建立栈帧！

与宏的对比：

而关于宏函数，虽然宏能够解决这种“需要频繁调用”、“且建立栈帧”的问题，但是宏的缺陷也十分的明显：

语法复杂，坑很多
不容易控制不能调试
没有类型安全的检查

#define ADD(a,b)((a)+(b)) //正确写法

#define ADD(a,b) a+b // 会有ret1 的情况发生  

#define ADD(a,b)(a+b) // 会有ret2的情况发生

//这个宏的本质其实是 将ADD(参数1 ,参数2 ) 替换成 参数1+参数2 
//但是直接替换所以要考虑的问题很多 


int main()
{
	int ret1 = Add(1, 2) * 3;

	int x = 1, y = 2;
	int ret2 = Add(x | y, x & y);

	return 0;
}

因为宏的本质上是替换，所以对于需要替换的内容十分的严谨，倘若一步错，则步步错，所以对于宏而言，内联函数其实是更加完善的，可以说内联函数其实是完善了宏的问题，解决了宏的缺点。

函数膨胀：

实际上，内联函数使用的场景并不是很多，很多时候内联函数只是也只能使用在较为小型的函数当中，如果是较为大型或者调用函数的次数非常多时，内联函数就会导致函数膨胀问题的发生！

举例：如果inline定义了一个大概有着一百行的代码作为内联函数，而调用这个内联函数的代码有一万行，那么根据内联函数的替换原理，大概就会有一百万行的代码的运行量在这串代码当中。

所以，这也是为什么说内联函数实际上是空间换取时间的原因！

内联函数的特性：

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。

2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。

3. inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

// F.h
#include <iostream>

using namespace std;

inline void f(int i);

// F.cpp
#include "F.h"

void f(int i)
{
 cout << i << endl;
}

// main.cpp
#include "F.h"

int main()
{
 f(10);
 return 0;
}