【C++杂货铺】三分钟搞懂内联函数

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目录

前言

 宏函数的注意事项

 宏的优点和缺点

内联函数

  概念

  使用

  特性

函数重定义

总结


前言

          欢迎收看本期【C++杂货铺】,这期内容,我们将围绕C++中内联函数部分进行讲解,包括了内敛函数的定义,如何使用内敛函数等内容。

        如果你想学习C++,或者刚学完C语言衔接C++,那么这篇文章将会非常有效的帮助你理解。

        在学习C++内敛函数前,我们先对C语言的宏进行复习。宏分为宏常量和宏函数,这是讲的是宏函数。

        宏函数的主要应用场景是什么呢?例如,当我们想要使用ADD函数来进行两个数相加,调用1亿次。我们知道函数调用时,是要开辟函数栈帧空间的,会造成很大的浪费,有没有一种办法来规避呢?

        如下图所示,定义了Add函数,和ADD宏函数:

#define ADD(X,Y)   ((X) + (Y))

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

        如果我们使用宏函数,会极大程度减少时间空间上的浪费。所以在某些简单的函数下,频繁调用这个函数,可以使用宏函数进行替换。

 宏函数的注意事项

        1. #define 后面不能带分号。

        2. 多加括号,避免操作符优先级问题。因为宏是一种替换机制,在预处理阶段会进行替换。

        3. 不要带类型,即X和Y前面不需要写int。

 宏的优点和缺点

        优点:

            1. 提高代码的复用性。

            2. 提高效率。

        缺点:

            1. 不方便调试(在预处理阶段完成替换)

            2. 不能进行类型检查。

            3. 代码可读性差,可维护性差,容易误用。

        以上,我们就对宏函数进行了讲解,在C++中有没有能替换宏的呢:

        1. 常量定义使用 const enum。

        2. 短小函数 使用 内联函数。

内联函数

  概念

        在C++中,以inline 修饰的函数称为内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方进行展开,没有函数调用开辟栈帧的消耗,提高了运行效率。

        下图是,内联函数和函数的区别:

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        通过上图,我们知道如果使用函数,就会创建函数栈帧,增加代码运行时间,如果使用内敛函数就会大大减少消耗。是不是意味着内敛函数就一定比函数好呢?

        答案是否定的。内联函数适合在函数内代码较少的情况下。大家想想,我想调用一个函数func,调用1w次,其中func函数内有100行代码

        函数代码量为 = 1w + 100

        内敛函数代码量 = 1w * 100,因为编译器会在内敛函数的地方进行展开,如果是函数很大的情况下,内敛函数就不适用了。

  使用

        那么,如何定义内敛函数呢,只需要在函数返回值前+ inlin即可。那么如何查看呢:

        1. 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码是否存在call 函数名

        2. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开。(默认情况下,debug模式对                 代码进行优化)

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  特性

        1. inline 是一种空间换时间的方法,如果编译器将函数当成内敛函数,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,缺陷:可能是目标文件变大,优势:减少了调用开销,提高了程序运行效率。

        2. inline 对于编译器而言只是一个建议,不同编译器对于inlin的实现机制可能不同,一般建议:将函数规模较小的,不是递归的,频繁调用的函数用 inline 修饰,否则编译器会忽视inline特性。

        3. inline不建议声明和定义分离,分离可能导致链接错误,因为inline展开,就没有函数地址了,链接就找不到了。

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函数重定义

        如果我们写程序时,创建了test.cpp ,a.cpp 和a.h其中a.h中有add函数的定义,a.cpp和test.cpp都包含了a.h文件,当运行时,编译器会报链接错误。那么有解决方法吗?

//a.h
#include 

int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}

//a.cpp
#include "a.h"


//test.cpp
#include "a.h"

int main()
{
    add(1,2);
    return 0;
}

        1. 函数声明和定义分离。例如 a.h中是函数的声明;a.cpp中是add函数的定义。

//a.h
#include 

int add(int a,int b);

//a.cpp
#include "a.h"

int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}

//test.cpp
#include "a.h"

int main()
{
    add(1,2);
    return 0;
}

        2. static 修饰函数,static修饰函数时,会修饰函数的链接属性,还函数只在该文件中可见使用(不加入符号表)。

        3. inline修饰函数。(内联函数也不加入符号表)

//a.h
#include 

static int add(int a,int b)
{
    return a+b;
}

//a.cpp
#include "a.h"


//test.cpp
#include "a.h"

int main()
{
    add(1,2);
    return 0;
}

总结

        以上,就是本期【C++杂货铺】的内容,复习了C语言的宏函数定义注意事项和优缺点,什么是内敛函数,在debug模式下查看内敛函数,内敛函数的特性。

        记住内敛函数只能小而精,不能声明和定义分离,以及拓展了函数重定义时可以使用内敛函数解决。

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