inline在c++中的作用

本文深入探讨了C++中的内联函数和变量,解释了如何使用inline关键字来提高函数调用效率,以及在C++17中如何利用inline修饰全局变量实现单例模式。同时,文章还讨论了内联函数的适用场景和限制。

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作用

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。 用关键字 inline 放在函数定义的前面即可将函数指定为内联函数,内联函数通常就是将它在程序中的每个调用点上“内联地”展开,假设我们将 max 定义为内联函数:

inline int max(int a, int b)
{
    return a > b ? a : b;
}

则调用:cout << max(a, b) << endl;
在编译时展开为:cout << (a > b ? a : b) << endl; 从而消除了把 max写成函数的额外执行开销。

适用情况

1.一个函数被重复调用;函数只有几行,且不包含for,while,switch语句。
2.内联函数应该放在头文件中定义; 在class中定义的函数,除了虚函数的其他函数都会自动隐式地当成内联函数


// 定义
inline int functionName(int first, int second,...) {/****/};

// 类内定义,隐式内联
class A {
    int doA() { return 0; }         // 隐式内联
}

Effective C++ 30:理解 inline 函数的里里外外

c++17

c++17 inline还可以修饰变量:

  1. inline不能修饰局部变量
  2. inline修饰全局变量后使得所有包含其所在.h文件的编译单元都可以访问到同一个变量,且共享同一块内存。也就是说,它此时就是一个单例。inline static对全局变量的效果与static一样。
  3. inline不能单独修饰成员变量。inline static可以修饰成员变量,它的作用和static单独修饰差不多,但变量可以直接在头文件中初始化
  4. inline可以修饰全局函数和inline修饰全局变量一样,可以使得所有包含其所在.h文件的编译单元都可以访问到同一个函数,且共享同一块内存。inline static对全局变量的效果与static一样。
  5. 当修饰成员函数时,比较清晰的理解方式是,将inline和static看成独立的修饰符。

Header file “example.h”:

#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H
 
#include <atomic>
 
// function included in multiple source files must be inline
inline int sum(int a, int b)
{
    return a + b;
}
 
// variable with external linkage included in multiple source files must be inline
inline std::atomic<int> counter(0);
 
#endif

Source file #1:

#include "example.h"
 
int a()
{
    ++counter;
    return sum(1, 2);
}

Source file #2:

#include "example.h"
 
int a() // yet another function with name `a`
{
    ++counter;
    return sum(3, 4);
}
 
int b()
{
    ++counter;
    return sum(5, 6);
}

inline specifier
用c++17的inline变量作为全局配置变量
c++17的inline、static和inline static变量和函数

<think>嗯,用户问的是C++中的static关键字的作用。我记得static在C++里有不同的用法,得仔细想想,别弄混了。首先,得确定用户的基础,可能是个刚开始学的,所以需要分点讲清楚,结构清晰。 首先,在过程式编程中的static,也就是在函数内部的局部变量。这时候static的作用是让变量的生命周期延长到整个程序运行期间,但作用域还是局限在函数内。比如,函数多次调用时,这个变量不会被重新初始化,而是保持上次的值。这个例子应该用计数器的例子比较直观,比如函数里的static int count =0,每次调用加一,这样每次调用count会递增。 然后是在全局变量或者函数外的静态变量。这时候static的作用是改变链接性,使得该变量只在当前文件内可见,防止其他文件引用。比如在多个源文件中,如果有同名的全局变量,加上static就可以避免重复定义的错误。这可能涉及到内部链接和外部链接的区别,需要解释清楚。 接下来是面向对象中的static成员变量和函数。静态成员变量属于整个类,而不是某个对象实例,所有对象共享同一个静态变量。比如可以用来统计类创建的实例数量。静态成员函数则属于类,不能访问非静态成员,只能访问静态成员。常用于工具函数或者操作静态变量。 另外,静态成员函数的特点是没有this指针,所以只能处理静态数据。比如类里有一个静态函数来获取实例数量,这时候就可以直接调用,不需要对象实例。 还要注意初始化的问题,静态成员变量需要在类外单独初始化,不能放在构造函数里。比如int Class::count =0; 这样。这点需要强调,避免用户犯错。 用户可能的问题可能包括:为什么有时候变量需要静态,或者在多文件项目中如何避免命名冲突,这时候静态全局变量就有用了。还有,静态成员函数和普通成员函数的区别,以及使用场景。 另外,可能要注意和C语言中static的区别,C++里的static在类中的用法是C没有的,而文件作用域的static在C和C++中类似。 还要检查是否有遗漏的情况,比如静态局部变量在C++11后的线程安全问题,不过可能用户暂时不需要深入这个层面。保持基础解释即可。 总结一下,应该分三个大点:过程式编程中的static变量,全局静态变量/函数,以及面向对象中的静态成员。每部分给出定义、作用、例子。这样结构清晰,用户容易理解。</think>在C++中,`static`关键字主要有以下三类作用,适用于不同场景: --- ### 一、过程式编程中的静态局部变量 - **作用**:延长局部变量的生命周期至程序结束,但作用域仍限于函数内。 - **特点**:首次调用时初始化,后续调用保留上次的值。 - **示例**: ```cpp void counter() { static int count = 0; // 只会初始化一次 count++; std::cout << "调用次数:" << count << std::endl; } ``` 多次调用`counter()`会输出递增的数值,如`1, 2, 3...` --- ### 二、全局作用域的静态变量/函数 - **作用**:限制全局变量或函数的链接性(*内部链接*),使其仅在当前文件可见。 - **意义**:避免多文件项目中的命名冲突。 - **示例**: ```cpp // File1.cpp static int globalVar = 10; // 其他文件无法访问此变量 static void helper() { // 其他文件无法调用此函数 // ... } ``` --- ### 三、面向对象中的静态成员 #### 1. 静态成员变量 - **作用**:属于类本身,所有对象共享同一份数据。 - **初始化**:需在类外单独定义(C++17后支持`inline static`)。 - **示例**: ```cpp class MyClass { public: static int count; // 声明 }; int MyClass::count = 0; // 类外初始化 ``` 通过`MyClass::count`直接访问,或通过对象访问。 #### 2. 静态成员函数 - **作用**:属于类本身,无需对象实例即可调用。 - **限制**:不能访问非静态成员(无`this`指针)。 - **示例**: ```cpp class MyClass { public: static void printCount() { std::cout << "实例数:" << count << std::endl; } }; MyClass::printCount(); // 直接通过类调用 ``` --- ### 总结表格 | 场景 | 作用 | 典型用途 | |---------------------|-------------------------------|----------------------------| | 局部变量 | 保留状态 | 计数器、缓存 | | 全局变量/函数 | 限制文件内可见性 | 隐藏实现细节 | | 类的静态成员变量 | 共享数据 | 统计实例数量、配置参数 | | 类的静态成员函数 | 提供类级别操作 | 工具函数、工厂方法 | 理解`static`的关键是区分其在不同上下文中如何控制**生命周期**和**作用域**。
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