• C++对C语言的拓展(2)—— inline内联函数


      C语言中有宏函数的概念。宏函数的特点是内嵌到调用代码中去,避免了函数调用 的开销。但是由于宏函数的处理发生在预处理阶段,缺失了语法检测和有可能带来的语意差错。

    1、内联函数基本概念

    C++提供了 inline 关键字,实现了真正的内嵌。

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    inline void func(int a)
    {
        a = 20;
        cout << a << endl;
    }
    int main(void)
    {
        func(10);
        /*
            //编译器将内联函数的函数体直接展开
        {
            a = 20;
            cout << a << endl;
        }
        */
        return 0;
    }

    特点:

    (1)内联函数声明时inline关键字必须和函数定义结合在一起,否则编译器会直接忽略内联请求。

    (2)C++编译器直接将函数体插入在函数调用的地方 。

    (3)内联函数没有普通函数调用时的额外开销(压栈,跳转,返回)。

    (4)内联函数是一种特殊的函数,具有普通函数的特征(参数检查,返回类型等)。

    (5)内联函数由编译器处理,直接将编译后的函数体插入调用的地方;

        宏代码片段由预处理器处理, 进行简单的文本替换,没有任何编译过程。

    (6)C++中内联编译的限制:

        不能存在任何形式的循环语句
        不能存在过多的条件判断语句
        函数体不能过于庞大
        不能对函数进行取址操作
        函数内联声明必须在调用语句之前

    (7)编译器对于内联函数的限制并不是绝对的,内联函数相对于普通函数的优势只是省去了函数调用时压栈,跳转和返回的开销。因此,当函数体的执行开销远大于压栈,跳转和返回所用的开销时,那么内联将无意义。

    2、内联函数 vs 宏函数

    内联函数:

    优点:高度抽象,避免重复开发;

    缺点:压栈与出栈,带来开销

    宏函数:

    优点:内嵌代码,避免压栈与出栈的开销;

    缺点:代码替换易使生成代码体积变大,易产生逻辑错误。

    3、内联函数总结

    优点:避免调用时的额外开销(入栈与出栈操作);

    代价:由于内联函数的函数体在代码段中会出现多个“副本”,因此会增加代码段的空间;

    本质:以牺牲代码段空间为代价,提高程序的运行时间的效率;

    适用场景:函数体很“小”,且被“频繁”调用。

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