C++ inline
1.1.函数与inline
将函数替换成函数中具体的表达式,从而防止使用太多的函数而导致栈溢出。【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】
#include <stdio.h>
inline const char *num_check(int v)
{
return (v % 2 > 0) ? "奇" : "偶";
}
int main(void)
{
int i;
for (i = 0; i < 100; i++)
printf("%02d %s\n", i, num_check(i));
return 0;
}
内部任何调用 num_check(i)的地方都换成了 (v % 2 > 0) ? "奇" : "偶",这样就避免了频繁调用函数对栈内存重复开辟所带来的消耗。
【注】
- inline 函数体内的代码一般是简单的,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(即,自己内部还调用自己的函数)。仅当函数体内包含常量开销O(1)的简单语句才使用inline关键字修饰成员函数
- inline 函数仅仅是一个对编译器的建议,如果编译器认为该函数过长,通常是O(n)级以上的消耗,编译器会忽略该请求。
- inline的问题:1.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。2.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。
使用inline的原因:1.防止栈溢出 2.函数切换时间相对于函数执行时间太大。
使用现代编译器,inline对于函数没有任何意义,编译器会自己优化,然后决定是否要inline。
和inline一样,register也没有意义,因为编译器知道什么时候应该把变量放进寄存器中。
1.2.类中的成员函数与inline
成员函数的内联和普通函数的内联是一样的,就是在编译期间,将调用函数的位置替换成函数体内的东西。
由于定义在类中的成员函数默认都是内联的,所以除非成员函数适合内联,否则不要将在类中直接定义成员函数。所以一般在头文件中的类中声明成员函数,在源文件中定义成员函数。
定义在类中的成员函数默认都是内联的,如果要想要在类外定义内联的成员函数,只需要在成员函数定义处加上inline就可以。
// 头文件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y);
}
// 定义文件
inline void A::Foo(int x, int y){}
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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处理阶段:宏定义define在预处理阶段就换成了字符串的替换,而inline在编译阶段进行。
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类型安全检查:宏定义define是简单的字符串替换,不存在类型安全检查,而inline函数还是一个函数,编译器会进行类型安全检查,因此inline更加安全。
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替换方式:宏定义define只是单纯的字符串替换,而inline是代码嵌入,也就是说编译器在函数调用的地方直接将inline函数代码写进去,这样就不会产生函数的调用跳转(无栈帧消耗),因此适用于短小的函数,并且安全可靠。
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使用方式:宏定义define只要定义了就会替换,而inline只是建议,编译器可以拒绝替换,在函数较大的时候,编译器可以选择不展开相应的函数。
最后还要提醒一点:inline关键字必须在函数定义处,位于函数声明处则无效,因此一般将公共的inline函数的定义写在头文件中。
参考:C++ 中的 inline 用法