(一)inline函数(摘自C++
Primer的第三版)
在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline,即可以把函数指定为内联函数。
inline int min(int first, intsecond)
{
//.......
}
(二)内联函数的编程风格(摘自高质量C++/C编程指南)
关键字inline必须与函数定义放在一起才能使函数成为内联,仅仅将inline放在函数声明前面不起任何作用。
如下风格的函数Foo,不能成为内联函数:
inline void Foo(int x, int y);
void Foo(int x, inty)
{
//.......
}
而如下风格的函数Foo,则成为内联函数:
void Foo(int x, inty);
inline void Foo(int x, int y)
{
//......
}
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”。一般的,用户可以阅读函数的声明,但是看不到函数的定义。
尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline关键字,但我认为inline不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不影响函数的功能,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。
定义在类中的成员函数将自动成为内联函数。
class A
{
public:
void Foo(int x, int y)
{
//.......
}
};
将成员函数的定义体放在类定义之中,虽然能带来书写上的方便,但不是一种良好的编程风格,上例应该改为:
class A
{
public:
void Foo(int x, int y);
};
inline void A::Foo(int x, int y)
{
//........
}
慎用内联
内联能提供函数的执行效率,为什么不把所有的函数都定义成内联函数呢?
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?
内联是以代码膨胀为代价,仅仅是省去了函数调用的开销,从而提高了函数的执行效率。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小。另一个方面,每一处内联函数调用都要复制代码,将使程序总代码量增大,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比较高;
(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;
需要注意的是:
类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联函数更有效。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的定义中。
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)。
C++语言支持函数内联,其目的是为了提高函数的执行效率。
在C语言中,可以用宏代码提高执行效率。宏代码本身不是函数,但使用起来像函数。
预处理器用复制宏代码的方式替换函数调用,省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、返回参数、执行return等过程,从而提高了速度。
使用宏代码最大的缺点是容易出错,预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应。
对于C++语言,使用宏代码还有另外一个缺点:无法操作类的私有数据成员。
让我们看看C++的”函数内联“是如何工作的:
对于任何内联函数,编译器在符号表中放入函数的声明(包括名字、参数类型、返回值类型)。如果编译器没有发现内联函数存在错误,那么该函数的代码也被放入符号表中。
在调用一个内联函数时,编译器首先检查调用是否正确(进行类型安全检查、或者进行自动类型转换),如果正确,内联函数的代码就会直接替换函数的调用,于是省去了函数调用的开销。
这个过程与预处理有显著的不同,因为预处理不能进行类型安全检查,或者进行自动类型转换。
假如内联函数是成员函数,对象的地址(this)会被放在合适的地方,这也是预处理办不到的。