• C/C++—Inline关键词


    1、引入 inline 关键字的原因

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

    在系统下,栈空间是有限的,假如频繁大量的使用就会造成因栈空间不足而导致程序出错的问题,如,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。

    a:使用 inline 修饰避免了频繁调用函数对栈内存重复开辟所带来的消耗。

    b:省去函数调用的时间开销!

    2、inline使用限制

    inline 的使用是有所限制的,inline 只适合涵数体内代码简单的涵数使用,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(即自己内部还调用自己的函数)。

    3、inline仅是一个对编译器的建议

    inline 函数仅仅是一个对编译器的建议,所以最后能否真正内联,看编译器的意思,它如果认为函数不复杂,能在调用点展开,就会真正内联,并不是说声明了内联就会内联,声明内联只是一个建议而已。

    4、建议 inline 函数的定义放在头文件中

    其次,因为内联函数要在调用点展开,所以编译器必须随处可见内联函数的定义,要不然就成了非内联函数的调用了。所以,这要求每个调用了内联函数的文件都出现了该内联函数的定义

    因此,将内联函数的定义放在头文件里实现是合适的,省却你为每个文件实现一次的麻烦。

    声明跟定义要一致:如果在每个文件里都实现一次该内联函数的话,那么,最好保证每个定义都是一样的,否则,将会引起未定义的行为。如果不是每个文件里的定义都一样,那么,编译器展开的是哪一个,那要看具体的编译器而定。所以,最好将内联函数定义放在头文件中。

    5、类中的成员函数与inline

    定义在类中的成员函数默认都是内联的,如果在类定义时就在类内给出函数定义,那当然最好。如果在类中未给出成员函数定义,而又想内联该函数的话,那在类外要加上 inline,否则就认为不是内联的。

    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

    6、inline 是一种"用于实现的关键字"

    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。

    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"。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。

    7、慎用 inline

    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)。

    8、内联函数适用场景

    1. 使用宏定义的地方都可以使用 inline 函数。
    2. 作为类成员接口函数来读写类的私有成员或者保护成员,会提高效率。

    9、内联函数与一般函数的区别

    1)内联函数比一般函数在前面多一个inline修饰符

    2)内联函数是直接复制“镶嵌”到主函数中去的,就是将内联函数的代码直接放在内联函数的位置上,这与一般函数不同,主函数在调用一般函数的时候,是指令跳转到被调用函数的入口地址,执行完被调用函数后,指令再跳转回主函数上继续执行后面的代码;而由于内联函数是将函数的代码直接放在了函数的位置上,所以没有指令跳转,指令按顺序执行

    3)一般函数的代码段只有一份,放在内存中的某个位置上,当程序调用它是,指令就跳转过来;当下一次程序调用它是,指令又跳转过来;而内联函数是程序中调用几次内联函数,内联函数的代码就会复制几份放在对应的位置上

    4)内联函数一般在头文件中定义,而一般函数在头文件中声明,在cpp中定义

    10、总结

    内联函数并不是一个增强性能的灵丹妙药。只有当函数非常短小的时候它才能得到我们想要的效果;但是,如果函数并不是很短而且在很多地方都被调用的话,那么将会使得可执行体的体积增大。 
    最令人烦恼的还是当编译器拒绝内联的时候。在老的实现中,结果很不尽人意,虽然在新的实现中有很大的改善,但是仍然还是不那么完善的。一些编译器能够足够的聪明来指出哪些函数可以内联哪些不能,但是大多数编译器就不那么聪明了,因此这就需要我们的经验来判断。如果内联函数不能增强性能,就避免使用它!

    (参考:C语言网以及自己以前的一些总结)

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_60630451/article/details/132927820