C++ inline 关键字内联函数讲解

不想写笔记

已于 2025-02-26 22:54:41 修改

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文章标签： c++ 笔记

于 2025-02-26 22:52:02 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cja0222/article/details/145883519

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一、inline关键字概念

inline 是 C++ 中的关键字，用于建议编译器将函数内联展开，即将函数体直接插入调用处，以减少函数调用的开销。

二、内联函数

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main() {
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 3);

	return 0;
}

在汇编代码上不使用 inline 关键字看：

	int ret = 0;
00007FF6CF51190B  mov         dword ptr [ret],0  
	ret = Add(1, 3);
00007FF6CF511912  mov         edx,3  
00007FF6CF511917  mov         ecx,1  
00007FF6CF51191C  call        Add (07FF6CF5113E8h)  
00007FF6CF511921  mov         dword ptr [ret],eax

汇编代码运行到 call Add 时将会调用Add的地址（07FF6CF5113E8h）建立栈帧，汇编代码将会转入Add地址里运行。

如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数，在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。

inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main() {
	int ret = 0;
	ret = Add(1, 3);

	return 0;
}

在汇编代码上使用 inline 关键字看：

	int ret = 0;
00007FF70CBE14D2  mov         dword ptr [ret],0  
	ret = Add(1, 3);
00007FF70CBE14DA  mov         eax,1  
00007FF70CBE14DF  add         eax,3  
00007FF70CBE14E2  mov         dword ptr [ret],eax

汇编代码运行时将不会 call Add地址建立栈帧，因为Add函数被inline展开了

结果上看：在编译阶段，会用函数体替换函数调用，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

查看方式： 1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add

2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开，具体操作可看我查找到别人的VS如何在debug版本下查看内联函数的优化？

三、特性

1.减少开销：

inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。

2.编译器建议：

inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，

一般建议：将函数规模较小 (即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现) 、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。下图为《C++prime》第五版关于inline的建议：

一般来说，内联机制用于优化规模较小，流程直接，频繁调用的函数。很多编译器都不支持内联调用递归函数，而且一个75行的函数也不大可能在调用点内联地展开。

也就是说内联函数是一个请求，不一定展开，当你频繁调用大函数的时候，编译器不会展开，编译器有自己的规则，这也是防止你偷偷干坏事。

例如错误案例：代码膨胀

假设一个函数里面有100行指令; 且这时候调用这个函数10000多次，那么如果展开这个函数，汇编指令就会有10000*100行，也就是每个个 call Add 地址变成100行指令。如果不展开这个函数，那么这100行指令将会存放在Add的地址里，这时候调用这个函数10000次，那么只是 call Add 地址，然后跳转到Add地址里的100行指令，每次 call Add 地址也只是调用100行指令而已，总共的汇编指令也只是10000个call Add 地址+100行Add地址里的指令。

而指令影响是安装包，指令越多，安装包越大，安装包越大消耗的内存就多了。

3.定义在头文件：

inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误，内联函数通常定义在头文件中，以便在多个编译单元中使用时能够正确内联。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

例如错误案例：

// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline int Add(int x, int y);

// F.cpp
#include "F.h"
inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
  int ret = 0;
  ret = Add(1, 3);
  cout << ret << endl;
  return 0;
}

>源.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "int __cdecl Add(int,int)" (?Add@@YAHHH@Z)，函数 main 中引用了该符号
1>D:\代码\2023代码\test_c\text.2.25\x64\Debug\text.2.25.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令