C++关键字之inline

C++关键字之inline

1.inline关键字简介

我们知道，每次调用函数时，都需要找到函数地址，寻找函数所在内存，执行函数代码，将控制权返还给调用者等一系列操作。但在面临一些代码量很短的函数时，每次调用都需要额外的调用开销是很不划算的。因为这些函数的代码量如此之少，以至于寻址、转移控制权等操作所花费的开销几乎和函数执行的开销一样大。在执行程序时，有些短小的函数会被多次反复调用。这时，我们可以使用inline关键字，inline关键字的作用就是在编译期时，将主调函数中的函数调用代码替换为内联函数内的代码。以达到减少函数调用开销的目的。

#include 

// 内联函数
inline void print() {
     
	// 实际执行的代码
	std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

// 主调函数
int main() {
     
	for(int i = 0; i < 5; i++) {
     
		// 函数调用代码
		print();
		// 由于该函数为内联的，因此该代码在编译期将被替换为下面的代码
		// std::cout << "Hello World!" << std::endl;
		// 这样，5次调用print()，就省去了5次寻址、存储函数信息、转移控制权等开销
	}
	return 0;
}

2.inline在成员函数中的使用

inline关键字也能够在成员函数中使用。

class AA {
     
	inline void show();
	/*
	虽然这个函数没有被声明为inline的，但是由于函数的
	定义在类的内部，因此它也会被实现为inline的
	*/
	int getOne() {
      return 1;}
};

inline void AA::show() {
     
	// 函数定义
}

3.使用inline的注意事项

正确的使用inline能够提高程序的开发效率，但有一些注意事项

1. inline关键字不是强制行为
   需要注意的是，inline关键字并不是强制行为，也就是说，即使一个函数被声明为inline的，它也不一定能实现内联，inline关键字只是一个对编译器的建议，到底会不会内联取决于编译器。
2. 使用函数指针调用内联函数将导致内联失效
   由于通过函数指针调用函数需要找到函数的地址再执行调用，但内联函数将再编译期扩展为函数实际代码，编译器并不会储存函数的地址。查找一个inline函数的地址时，为了不产生错误，编译器将做出“让步”，不会让该函数内联。
3. inline函数不能包含过于复杂的结构
   对于含有复杂结构(switch语句、循环结构、递归调用)的inline函数，在编译期时，inline函数将在主调函数内扩展为很长的代码，考虑到代码膨胀等问题，编译器不会将inline函数内联。
4. 构造函数、析构函数不宜内联
   析构函数、构造函数往往需要调用父类的析构函数、构造函数，可能会包含很多的代码，因此也不建议使用inline修饰。
5. inline函数的声明和定义必须放在一份文件中
   因为inline函数将在编译期时内联，而函数的声明和定义只在链接时发生关联。如果将声明和定义放在不同的文件中，在编译期时将找不到内联函数的实现代码而导致内联失败。如果想要不同的文件都能够使用该内联函数，可以给每份文件一个内联函数的声明

// 实现文件
// 声明
inline void show();
......
// 定义
inline void show() {
     }

// 其他需要使用该内联函数的文件
inline void show();

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参考文献

• 《C++ Primer》
• 《Effective C++》