C++中的Inline函数的使用

落日映苍穹つ 2023-10-12 06:56 15阅读 0赞

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在大多数机器上，函数调用does a lot of work:在调用函数前保存寄存器，调用结束后利用寄存器恢复现场；需要复制函数参数；程序跳转到新的位置执行...

内敛函数(inline function)则没有这个问题，简单的我们可以这样理解：Inline即“In line”

为什么说“In line”呢，先看内敛函数的声明：

// inline version: find the shorter of two strings  
    inline const string &  
    shorterString(const string &s1, const string &s2)  
    {  
    return s1.size() <= s2.size() ? s1 : s2;  
    }  
      
    //那么当我们执行：  
    cout << shorterString(s1, s2) << endl;  
    //其实编译时会变成：  
    cout << (s1.size() < s2.size() ? s1 : s2) << endl;

内敛函数感觉类似宏替换，但是inline在替换前有类型检查，避免了宏的错误

声明Inline函数时，编译器会对函数有一个判断：该函数作为内敛函数是否合理？如果不合理，就算我们声明了Inline编译器也会将函数作为普通函数处理。

在类体中定义的成员函数的规模一般都很小，而系统调用函数的过程所花费的时间开销相对是比较大的。调用一个函数的时间开销远远大于小规模函数体中全部语句的执行时间。为了减少时间开销，如果在类体中定义的成员函数中不包括循环等控制结构，C++系统会自动将它们作为内置(inline)函数来处理。

也就是说，在程序调用这些成员函数时，并不是真正地执行函数的调用过程(如保留返回地址等处理)，而是把函数代码嵌入程序的调用点。这样可以大大减少调用成员函数的时间开销。C++要求对一般的内置函数要用关键字inline声明，但对类内定义的成员函数，可以省略inline，因为这些成员函数已被隐含地指定为内置函数。如：

class Student  
    {  
       public :  
       void display( )  
       {  
          cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"  
          <<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl;  
       }  
       private :  
       int num;  
       string name;  
       char sex;  
    };

其中第3行  
    void display( )  
也可以写成  
    inline void display( )  
将display函数显式地声明为内置函数。

以上两种写法是等效的。对在类体内定义的函数，一般都省写inline。  
应该注意的是，如果成员函数不在类体内定义，而在类体外定义，系统并不把它默认为内置(inline )函数，调用这些成员函数的过程和调用一般函数的过程是相同的。如果想将这些成员函数指定为内置函数，应当用inline作显式声明。如：

class Student  
    {  
       public : inline void display( );//声明此成员函数为内置函数  
       private :  
       int num;  
       string name;  
       char sex;  
    };  
    inline void Student::display( ) // 在类外定义display函数为内置函数  
    {  
       cout<<"num:"<<num<<endl;cout<<"name:"<<name<<endl;cout<<"sex:"<<sex<<endl;  
    }

值得注意的是，如果在类体外定义inline函数，则必须将类定义和成员函数的定义都放在同一个头文件中(或者写在同一个源文件中)，否则编译时无法进行置换(将函数代码的拷贝嵌入到函数调用点)。但是这样做，不利于类的接口与类的实现分离，不利于信息隐蔽。虽然程序的执行效率提高了，但从软件工程质量的角度来看，这样做并不是好的办法。只有在类外定义的成员函数规模很小而调用频率较高时，才将此成员函数指定为内置函数。

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