inline用法详解

接要：inline为了不使用频繁使用函数倒致的堆地址溢出,而使用宏或inline

为什么要Inline

在C&C++中

一、inline关键字用来定义一个类的内联函数，引入它的主要原因是用它替代C中表达式形式的宏定义。

表达式形式的宏定义一例：

#define ExpressionName(Var1,Var2) ((Var1)+(Var2))*((Var1)-(Var2))为什么要取代这种形式呢，且听我道来：

1． 首先谈一下在C中使用这种形式宏定义的原因，C语言是一个效率很高的语言，这种宏定义在形式及使用上像一个函数，但它使用预处理器实现，没有了参数压栈，代码生

成等一系列的操作,因此，效率很高，这是它在C中被使用的一个主要原因。

2． 这种宏定义在形式上类似于一个函数，但在使用它时，仅仅只是做预处理器符号表中的简单替换，因此它不能进行参数有效性的检测，也就不能享受C++编译器严格类型检

查的好处，另外它的返回值也不能被强制转换为可转换的合适的类型，这样，它的使用就存在着一系列的隐患和局限性。

3． 在C++中引入了类及类的访问控制，这样，如果一个操作或者说一个表达式涉及到类的保护成员或私有成员，你就不可能使用这种宏定义来实现(因为无法将this指针放在合

适的位置)。

4． inline 推出的目的，也正是为了取代这种表达式形式的宏定义，它消除了宏定义的缺点，同时又很好地继承了宏定义的优点。

另外要注意，内联函数一般只会用在函数内容非常简单的时候，这是因为，内联函数的代码会在任何调用它的地方展开，如果函数太复杂，代码膨胀带来的恶果很可能会大于效

率的提高带来的益处。内联函数最重要的使用地方是用于类的存取函数。

在c++中，为了解决一些频繁调用的小函数大量消耗栈空间或者是叫栈内存的问题，特别的引入了inline修饰符，表示为内联函数。

　　可能说到这里，很多人还不明白什么是栈空间，其实栈空间就是指放置程序的局部数据也就是函数内数据的内存空间，在系统下，栈空间是有限的，如果频繁大量的使用就

会造成因栈空间不足所造成的程序出错的问题，函数的死循环递归调用的最终结果就是导致栈内存空间枯竭。

说到这里很多人可能会问，既然inline这么好，还不如把所谓的函数都声明成inline，嗯，这个问题是要注意的，inline的使用是有所限制的，inline只适合函数体内代码简单的函数使用，不能包含复杂的结构控制语句例如while switch，并且不能内联函数本身不能是直接递归函数(自己内部还调用自己的函数)。

　　说到这里我们不得不说一下在c语言中广泛被使用的#define语句，是的define的确也可以做到inline的这些工作，但是define是会产生副作用的，尤其是不同类型参数所导致的错误，由此可见inline有更强的约束性和能够让编译器检查出更多错误的特性，在c++中是不推荐使用define的。

 

 

（一）inline函数（摘自C++ Primer的第三版）

      在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min（）指定为内联。

      inline int min(int first, int secend) {/****/};

        inline函数对编译器而言必须是可见的，以便它能够在调用点内展开该函数。与非inline函数不同的是，inline函数必须在调用该函数的每个文本文件中定义。当然，对于同一程序的不同文件，如果inline函数出现的话，其定义必须相同。对于由两个文件compute.C和draw.C构成的程序来说，程序员不能定义这样的min()函数，它在compute.C中指一件事情，而在draw.C中指另外一件事情。如果两个定义不相同，程序将会有未定义的行为.

        为保证不会发生这样的事情，建议把inline函数的定义放到头文件中。在每个调用该inline函数的文件中包含该头文件。这种方法保证对每个inline函数只有一个定义，且程序员无需复制代码，并且不可能在程序的生命期中引起无意的不匹配的事情。

（二）内联函数的编程风格(摘自高质量C++/C 编程指南)

关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用。

如下风格的函数Foo 不能成为内联函数：
inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起
void Foo(int x, int y)
{
}
而如下风格的函数Foo 则成为内联函数：
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在一起
{
}
所以说，inline 是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。一般地，用户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline 关键字，但我认为inline 不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能，但是体现了高质量C++/C 程序设计风格的一个基本原则：声明与定义不可混为一谈，用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。

定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数，例如
class A
{
public:
void Foo(int x, int y) {  } // 自动地成为内联函数
}
将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便，但不是一种良好的编程
风格，上例应该改成：
// 头文件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y)；
}
// 定义文件
inline void A::Foo(int x, int y)
{
}

慎用内联
内联能提高函数的执行效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？
如果所有的函数都是内联函数，还用得着“内联”这个关键字吗？
内联是以代码膨胀（复制）为代价，仅仅省去了函数调用的开销，从而提高函数的
执行效率。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收
获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，
消耗更多的内存空间。以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。
类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构
函数可能会隐藏一些行为，如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。
所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。
一个好的编译器将会根据函数的定义体，自动地取消不值得的内联（这进一步说明
了inline 不应该出现在函数的声明中）。

C++ 语言支持函数内联，其目的是为了提高函数的执行效率（速度）。
在C程序中，可以用宏代码提高执行效率。宏代码本身不是函数，但使用起来象函数。
预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用，省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、
返回参数、执行return等过程，从而提高了速度。

使用宏代码最大的缺点是容易出错，预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应。

对于C++ 而言，使用宏代码还有另一种缺点：无法操作类的私有数据成员。

让我们看看C++ 的"函数内联"是如何工作的。
对于任何内联函数，编译器在符号表里放入函数的声明（包括名字、参数类型、返回值类型）。
如果编译器没有发现内联函数存在错误，那么该函数的代码也被放入符号表里。
在调用一个内联函数时，编译器首先检查调用是否正确
（进行类型安全检查，或者进行自动类型转换，当然对所有的函数都一样）。
如果正确，内联函数的代码就会直接替换函数调用，于是省去了函数调用的开销。

这个过程与预处理有显著的不同，因为预处理器不能进行类型安全检查，或者进行自动类型转换。
假如内联函数是成员函数，对象的地址（this）会被放在合适的地方，这也是预处理器办不到的。

C++ 语言的函数内联机制既具备宏代码的效率，又增加了安全性，而且可以自由操作类的数据成员。
所以在C++ 程序中，应该用内联函数取代所有宏代码，"断言assert"恐怕是唯一的例外。
assert是仅在Debug版本起作用的宏，它用于检查"不应该"发生的情况。
为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别，assert不应该产生任何副作用。
如果assert是函数，由于函数调用会引起内存、代码的变动，那么将导致Debug版本与Release版本存在差异。
所以assert不是函数，而是宏。