C++实现之——inline

inline函数的本质是对函数的每一个调用都以函数本体替换它，它的优点主要有：

1）没有一般函数的调用成本；

2）方便编译器进行优化：编译器最优化机制通常被设计用来浓缩那些“不被函数调用”的代码，所以当你inline某个函数，编译器就有能力对函数本体执行语境相关最优化，大部分编译器不会对着一个“outlined函数调用”动作执行如此之最优化。

然而，对于inline，还有下面几个问题是需要注意的：

1）由于inline真正的操作时用函数本体代替调用的代码，因此容易造成程序体积过大，这样一来，代码膨胀可能造成额外的换页行为，降低指令高速缓存装置的击中率，引发效率损失；反之，如果

函数的本体很小，编译器针对“函数本体”所产生的代码可能比针对“函数调用”所产出的代码更小。这样的话，将函数inline确实可能导致较小的目标码和较高的指令高速缓存装置击中率；

2）另外，inline只是对编译器的一个申请，不是强制命令，大多数编译器拒绝将太过复杂的函数inlining，而所有对virtual函数的调用也都会使inline落空，这是因为，virtual意味着"等待，直到运行期才确定调用哪个函数"，而inline意味“执行前，先将调用动作替换为被调用函数的本体”，因此对于virtual函数，可以这样理解，因为编译器不知道它要调用哪个函数，因此拒绝将它inline；换句话将，即使显示的inline某个函数，该函数是否真的是inlined，还要取决于编译器，通常情况下，如果编译器无法将你要求的函数inline化，会给出警告信息；

3）有些时候虽然编译器有意愿inline某个函数，还是可能为该函数生成一个函数本体。如，如果程序要取某个inline函数的地址，编译器通常必须为此函数生成一个outlined函数本体，毕竟编译器没有能力提出一个针对并不存在的函数的指针；另一方面，编译器通常不对“通过函数指针而进行的调用”实施inline，如下面的代码：

inline void f() { ... }; //假设编译器有意愿inline“对f的调用”
void (*pf)() = f; //pf指向f
...
f(); //这是一个正常调用，将被inlined
pf(); //这个调用通过函数指针达成，或许不被inlined

4) 构造函数和析构函数通常是inline的糟糕候选人，以下面的代码进行分析:

class Base
{
public:
...
private:
     string bm1, bm2;
};

class Derived::public Base
{
public:
     Derived() { }
     ...
private:
     string dm1, dm2,dm3;
};

第12行中的构造函数看上去是个空白，因而适合inline，但事实上，在编译期间，编译器对其进行处理并插入了许多复杂精致的处理代码，至少包含如下代码：

Derived::Derived()
{
     Base::Base();
     try { dm1.string();}
     catch ( ... )
     {
          Base::~Base();
          throw;
     }

     try { dm2.string(); }
     catch ( ... )
     {
          dm1.~string();
          Base::~Base();
          throw;
     }

     try { dm3.string(); }
     catch ( ... )
     {
          dm2.~string();
          dm1.~string();
          Base::~Base();
          throw;
     }


}

因此，是否将构造函数或析构函数inline需要慎重考虑。

5）对程序库设计者来说，还要注意，inline函数无法随着程序库的升级而升级，换句话说，如果f是程序库内的一个inline函数，客户将“f函数本体”编进程序中，一旦程序库设计者决定改变f，所有用到f的客户端程序都必须重新编译，而如果f不是inline函数，一旦它有任何修改，客户端只需重新连接就好，远比重新编译的负担少得多。如果程序库采取动态链接，升级版函数甚至可不知不觉地被应用程序吸纳。

6）此外，大部分调试器面对inline函数都束手无策，因为不能在并不存在的函数内设立断点。

 

总结，应尽量将inline限制在小型，被频繁使用的函数上，这可使日后的调试过程和二进制升级更容易，也可使潜在的代码膨胀问题最小化，使程序的速度提升机会最大化。

 

以上整理自Effective C++中文版第三版 case 30.