inline内联函数C++

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本文深入探讨C++内联函数的概念，解释其如何通过在编译时将函数调用替换为函数体来减少调用开销，提高程序运行效率。同时也讨论了内联函数的使用规范和潜在缺点。

内联函数的概念

因为函数在调用时有空间和时间的开销，特别是多次重复调用时开销很大。所以C++中就引入内联函数的概念，适用于短小，功能简单，频繁调用的函数，比如swap函数。

内联函数就是将函数调用处，用函数体替换，这样就没有函数压栈的开销，类似于宏替换。

简单看一个例子，add函数：

/*code 1*/
#include<iostream>
using namespace std;

/*inline myadd(int a, int b){
	return a + b;
}内联函数的写法*/

int myadd(int a, int b){
	return a + b;
}

int main(){
	int a = 5;
	int b = 4;
	int ret = myadd(a, b);	//调用自定函数myadd
	printf("%d\n", ret);

	system("pause");
	return 0;
}

上面的代码在反汇编下可以看到myadd函数的调用情况：

在这里插入图片描述

给第五行前面加上inline，将myadd设成内联函数，再查看汇编代码如下：

在这里插入图片描述

这时没有了函数调用压栈的过程，这就是内联函数。

内联函数的本质

内联函数在编译过程中，会被编译器将调用函数处替换成函数体，这样就增长了程序的代码，代码区要复制多份内联函数体的代码，同时函数定义处的代码会被消除。

所以内联函数是典型的空间换时间的做法。

因为内联函数是程序员内部为了优化程序的操作，用户不需要，也不应该知道这个函数在内部编译时是什么过程，所以建议内联函数只定义，不声明。并且将定义写在头文件中（多文件编程），希望调用内联函数时，引入对应的头文件即可。

内联函数的规范用法：

内联函数的关键字inline,可以只在定义中添加，也可以只在声明处添加，也可以两个都添加。

但声明和定义必须放在同一个文件，所以建议将内联函数的定义放在头文件中，那个文件中需要，就在那个文件中包入这个头文件。

如果分开会有bug：

/*common.h*/

#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();

/*func.h*/
#include"common.h"

//内联函数的定义
void func(){
	cout << "inline function" << endl;
}

/*main.cpp*/
#include"common.h"

int main(){
	func();
	return 0;
}

编译时发生错误：

error LNK2019: 无法解析的外部符号 “void __cdecl func(void)” (?func@@YAXXZ)，该符号在函数 _main 中被引用

内联函数在编译阶段就会被替换。

func.cpp文件在编译阶段变成了：

#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();

//内联函数的定义
void func(){
	cout << "inline function" << endl;
}

main.cpp在编译阶段变成了：

#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();

int main(){
	func();
	return 0;
}

func.cpp 中有func()函数的定义和声明，而main.cpp中只有函数的声明和调用，没有定义，这时编译阶段，程序是可以运行的，编译器会在链接阶段寻找main.cpp中对应的func()函数的定义，可是此时的内联函数的定义已经被编译器消除了，因为它是内联函数，而且没有地址，所以main.cpp根本找不到这个函数。

在VS2013中，关于查看内联函数的方法：