C++学习笔记（5）——inline内联（改）

往期文章: C++学习笔记

• C++学习笔记（1）——C++的诞生
• C++学习笔记（3）——缺省函数与函数重载
• C++学习笔记（4）——引用

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理解与比喻

从功能上来看，内联是一种加强版的宏，赋予了宏更大的的自由性，其可编辑性与可读性得到了巨大的提升，让编译者在编译过程中可以更加细致地控制编译器的编译阶段。

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打个比方，C语言的宏就像是个口哨，当指挥员想要快速下令时，他可以快速的下达几种简单的命令，且收令者可以快速理解并执行命令；

C++的内联更像是个扩音器，指挥员可以立即快速下达信息量更大的命令，收令者也可以立即理解并执行命令，但如果命令太长则失去了快速的特性，命令的性质也变成了口述计划。

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一、什么是内联

用 inline修饰的函数称为内联函数，在C++编译器调用内联函数时，函数会直接在调用的地方展开。

内联函数存在的意义就是让程序员能使特定函数不要建立栈帧，从而提升程序运行速度。

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二、使用内联

1.内联函数的使用决定权在编译器

a）内联函数的原理

编译期间编译器会用函数体替换函数调用。

我们设立了两个函数，一个是普通函数my_Add，其中一个是内联函数func，func()在编译器编译过程中其代码被直接替换成它的函数体。
代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;

int my_Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	c = a - b;
	c = a / b;
	return c;
}

inline int func()
{
	int x1 = 0;
	int x2 = 0;
	int ret = 0;
	ret += x1;
	return ret;
}

int main()
{
	int d = my_Add(2, 3);
	int e = func();
	return 0;
}

可以看到，两个函数在编译过程中以不同的方式被调用。

b）内联函数被判定为普通函数

内联并非十全十美，如果编译器认为使用内联函数会导致代码膨胀，则编译器会私自把内联函数当作普通函数调用。
代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;

inline int my_Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int d = my_Add(2, 3);
	int e = my_Add(3, 3);
	return 0;
}

如图，这里编译器把内联函数判定为普通函数了。

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三.内联函数的特性

a）inline内联函数——以空间换时间

编译器会在编译阶段会把内联函数的函数调用换成函数体，这样做的缺点是：可能发生代码膨胀，函数体过大且被反复调用，会使目标文件变大；优点是：减少了调用开销，提高了程序运行效率。

b）使用内联函数只是对编译器提议，编译器根据自身机制判断是否采用内联调用

建议将函数规模较小、不是递归且反复调用的函数设为inline内联函数，避免编译器自行否决编码者的意图。

c）inline内联——声明和定义不能分离

inline内联函数如果声明和定义分离则会导致链接错误。因为inline的原理是函数体替换函数调用，这种情况下inline内联函数没有建立栈帧也就没有函数地址，inline被展开后没有函数地址可供寻找，编译器无法拿着函数声明去找函数地址。

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四.宏的优缺点

1、宏的优点：

1. 代码复用性强。
2. 性能强。

2、宏的缺点：

1. 调试困难。
2. 代码可读性插。
3. 编译器无法检查宏的数据类型。

3、C++解决宏的问题

1. 常量定义方面一律使用const enum，具体的变量类型根据程序员输入的内容由编译器自行判断。
2. 短小函数一律用inline内联函数替换