inline vs. 宏

C++ inline 内联函数（Inline Function）

inline 内联函数 是一种优化函数调用的方法，告诉编译器将函数代码直接插入调用处，避免普通函数调用的栈帧开销，提高小函数的执行效率。

---

1. inline 的作用

• 减少函数调用开销（消除 CALL 指令）
• 提高小函数的执行速度
• 适用于 短小、频繁调用的函数
• 不适用于 大函数（代码膨胀），递归，虚函数

---

2. inline 基本语法

#include <iostream>

// ✅ `inline` 关键字告诉编译器优化这个函数
inline int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    std::cout << add(3, 4) << std::endl;  // ✅ 直接插入 `return 3 + 4;`
}

📌 编译后 add(3, 4) 直接展开为 return 3 + 4;，避免函数调用。

---

3. inline 如何优化函数调用

（1）普通函数的调用

普通函数调用涉及：

1. 压栈（Push arguments）
2. 跳转到函数地址
3. 执行函数
4. 返回值
5. 恢复栈帧

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

int main() {
    int result = add(3, 4);
}

汇编示例

call add     ; 传统调用，导致函数跳转
mov eax, result

---

（2）inline 展开函数

inline int add(int a, int b) { return a + b; }

int main() {
    int result = add(3, 4);  // ✅ 直接展开为 `int result = 3 + 4;`
}

汇编优化

mov eax, 7  ; ✅ 直接计算，不调用函数
mov result, eax

📌 消除了 call 指令，提升执行效率！

---

4. inline 适用场景

✅ 适用于

• 小函数（1~5 行代码）
• 频繁调用的函数
• 简单的 getter/setter

❌ 不适用于

• 递归函数（无法展开）
• 虚函数（vtable 调用无法内联）
• 大函数（代码膨胀，降低缓存命中率）

---

5. inline 在类中的应用

✅ 类内定义的函数默认是 inline

class Test {
public:
    inline void show() { std::cout << "Inline function\n"; }  // ✅ 明确 `inline`
};

📌 类内定义的函数，默认就是 inline，不需要额外写 inline：

class Test {
public:
    void show() { std::cout << "Inline function\n"; }  // ✅ 也是 `inline`
};

---

6. inline vs. 宏

📌 inline 比 #define 更安全

#define SQUARE(x) (x * x)  // ❌ 宏可能出错

inline int square(int x) { return x * x; }  // ✅ 更安全

✅ inline 解决宏的副作用

std::cout << SQUARE(5 + 1);  // ❌ 结果错误 `5 + 1 * 5 + 1 = 11`
std::cout << square(5 + 1);  // ✅ 结果正确 `(5 + 1) * (5 + 1) = 36`

📌 inline 遵守类型安全规则，而 #define 可能导致计算错误！

---

7. inline 关键总结

特点	inline 函数	普通函数
是否展开	✅ 可能被编译器展开	❌ 必须执行 CALL 指令
适用场景	✅ 小函数，频繁调用	✅ 大函数，递归
是否占用额外栈空间	❌ 不会占用	✅ 会占用
支持虚函数	❌ 不支持	✅ 支持

🚀 C++ 代码优化推荐 inline 用于小型函数，避免不必要的函数调用开销！ 🚀