5 内联函数

目录

• 1 常量与宏回顾
• 2 内联函数
• 3 注意事项

1 常量与宏回顾

• C++ 中的 const 常量可以替代宏常数定义，如：

  const int A = 3;  <=> #define A 3
  

• 问题：C++ 中是否有解决方案替代宏代码片段？

2 内联函数

• C++ 中推荐使用内联函数替代宏代码片段

• C++ 中使用 inline 关键字声明内联函数

  内联函数声明时 inline 关键字必须和函数定义结合在一起，否则编译器会直接忽略内联请求

  inline int func(int a,int b)
  {
      return a < b ? a : b;
  }
  

• C++ 编译器可以将一个函数进行内联编译

• 被 C++ 编译器内联编译的函数叫做内联函数

• C++ 编译器直接将函数体插入函数调用的地方

• 内联函数没有普通函数调用时的额外开销（压栈，跳转，返回）

• C++ 编译器不一定满足函数的内联请求

• 内联函数示例1

  • Demo

    #include <stdio.h>
    
    //宏代码块
    #define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
    
    //内联函数块
    inline int func(int a, int b)
    {
        return a < b ? a : b;
    }
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        int a1 = 1, a2 = 1;
        int b1 = 3, b2 = 3;
        int c1 = FUNC(++a1, b1);  //<=>int c = ((++a) < (b) ? (++a) : (b))
        int c2 = func(++a2, b2);
        
        printf("a1 = %d
    ", a1);  //3
        printf("b1 = %d
    ", b1);  //3
        printf("c1 = %d
    ", c1);  //3
        
        printf("a2 = %d
    ", a2);  //2
        printf("b2 = %d
    ", b2);  //3
        printf("c2 = %d
    ", c2);  //2
        
        return 0;
    }
    

• 内联函数具有普通函数的特征（参数检查，返回类型等）

• 函数的内联请求可能被编译器拒绝

• 函数被内联编译后，函数体直接扩展到调用的地方

• 宏代码片段由预处理器处理，进行简单的文本替换，没有任何编译过程，因此可能出现副作用

• 现代 C++ 编译器能够进行编译优化，一些函数即使没有 inline 声明，也可能被内联编译

• 一些现代 C++ 编译器提供了扩展语法，能够对函数进行强制内联，如：

  //g++
  __attribute__((always_inline))属性
  //MSVC
  __forceinline
  

• 内联函数示例2

  • Demo

    #include <stdio.h>
    
    //__forceinline
    //__attribute__((always_inline))
    //inline 
    int add_inline(int n);
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        int r = add_inline(10);
    
        printf(" r = %d
    ", r);
    
        return 0;
    }
    
    inline int add_inline(int n)
    {
        int ret = 0;
    
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            ret += i;
        }
    
        return ret;
    }
    

3 注意事项

• C++ 中 inline 内联编译的限制
  • 不能存在任何形式的循环语句
  • 不能存在过多的条件判断语句
  • 函数体不能过于庞大
  • 不能对函数进行取址操作
  • 函数内联声明必须在调用语句之前