1,本节课学习 C++ 中才引入的新的概念,内联函数;
2,常量与宏回顾:
1,C++ 中的 const 常量可以替代宏常数定义,如:
1,const int A = 3; <==> #define A 3
2,C++ 中如果要使用宏常数,则可以用 const 常数代替;
2,C++ 中是否有解决方案替代宏代码片段呢?
1,为了替换宏代码块,内联函数的概念被提出;
3,内联函数用法:
1,C++ 中推荐使用内联函数替代宏代码片段;
1,宏代码块看上去像函数但实际不是函数,因此其使用常带有副作用;
2,消除这样的副作用需要函数,但是函数的调用有入栈返回等开销,这一点宏代码块没有;
3,综合两者有点,避免两者缺点,内联函数被提出来;
2,C++ 中使用 inline 关键字声明内联函数;
1 inline int func(int a, int b) 2 { 3 return a < b ? a : b; 4 }
1,内联函数在表现形式上和普通函数一样,但是它会被编译器进行优化,编译器直接将内联函数的函数体进行扩展,这个扩展由编译器直接将生成的代码进行扩展,扩展到调用这个内联函数的地方,由编译器进行,所以会进行编译器检查等一些列工作;
2,inline 可以将一个函数声明为内联函数,但是这种声明是对编译器的一种请求,请求编译器将这个函数进行内联编译,所以编译器可以拒绝内联请求;
3,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敛请求;
4,内联函数特点:
1,C++ 编译器可以将一个函数进行内联编译;
2,被 C++ 编译器内联编译的函数叫做内联函数;
1,内联函数在 C++ 中的地位是用来替换 C 中的宏代码块;
3,C++ 编译器直接将函数体插入函数调用的地方;
4,内联函数没有普通函数调用时的额外开销(压栈,跳转,返回);
1,C++ 编译器不一定满足函数的内敛请求;
1,此时内联函数变为普通函数,行为同普通函数;
5,内联函数初探编程实验:
1,main.cpp 文件:
1 #include <stdio.h> 2 3 /* 宏代码块 */ 4 #define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) 5 6 /* 声明一个内联函数 */ 7 inline int func(int a, int b) 8 { 9 return a < b ? a : b; 10 } 11 12 int main(int argc, char *argv[]) 13 { 14 int a = 1; 15 int b = 3; 16 int c = FUNC(++a, b); // ==> int c = ((++a) < (b) ? (++a) : (b)); 这里 a 加了两次; 17 18 // int c = func(++a, b); 19 20 printf("a = %d ", a); 21 printf("b = %d ", b); 22 printf("c = %d ", c); 23 24 return 0; 25 }
1,宏调用结果:
a = 3 b = 3 c = c
2,函数调用结果:
a = 2 b = 3 c = 2
3,VC 工程属性优化 inline 默认:
4,VC 工程属性优化 inline 内联:
5,Eclipse 工程 g++ 编译 inline 内联:
2,结论:
1,内联函数函数请求有可能被拒绝;
2,内联函数是存在的,可以替换宏代码块;
6,内联函数特征:
1,内联函数具有普通函数的特征(参数检查,返回类型等);
1,类型更加安全;
2,C++ 提供各种方式让大家摒弃 C 中不好的一些特性,内联函数就是其中之一;
2,函数的内联请求可能被编译器拒绝;
1,可以通过配置的方式让编译器支持内联函数的请求;
3,函数被内联编译后,函数体直接扩展到调用的地方;
1,如果内联成功,其效率上可以和宏代码块媲美,且其在类型上比宏代码块安全很多,因此在 C++ 编程中,首选内联函数;
2,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;
7,现代 C++ 编译器对内联函数的行为:
1,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;
1,内联函数可能被拒绝是因为 C++ 诞生年代相对于现在比较早,当时编译 技术未有达到现在先进的技术,因此对于一些复杂的内联函数,C++ 编译器没有能力将函数体直接扩展到调用的地方,所以 inline 关键字在当时设计成了对编译器的请求;
2,一些现代 C++ 编译器提供了扩展语法,能够对函数进行强制内联,如:
1,g++:__attribute__((always_inline)) 属性;
1,不是标准 C++ 属性;
2,MAVC:__forceinline;
8,内联函数深度示例编程实验:
1,main.cpp 文件:
1 #include <stdio.h> 2 3 __forceinline 4 // __attribute__((always_inline)) 5 // inline 6 int add_inline(int n); 7 8 int main(int argc, char *argv[]) 9 { 10 int r = add_inline(10); // 关注此行; 11 12 printf(" r = %d ", r); 13 14 return 0; 15 } 16 17 inline int add_inline(int n) 18 { 19 int ret = 0; 20 21 for(int i=0; i<n; i++) 22 { 23 ret += i; 24 } 25 26 return ret; 27 }
1,inline 时:
1,VC 默认的,不内联,设置后,就内联;
2,g++ 默认的,不内联,设置后,就内联;
3,__forceinline,内联:
1,对于 VC++ 编译器,forceinline 和 inline 功能几乎是一模一样,只不过后者是标准 C++ 支持的,可移植性更好;
4,__attribute__((always_inline)):
1,对于 g++ 编译器,内联;
9,注意事项:
1,C++ 中 inline 内联编译的限制:
1,不能存在任何形式的循环语句;
1,这个限制现在也没有了;
2,不能存在过多的条件判断语句;
3,函数体不能过于庞大;
4,不能对函数进行取址操作;
5,函数内联声明必须在调用语句之前;
2,总的来说就是函数体不能过于复杂,这个复杂没有界定,对于现在 C++ 编译器,只要函数不是太夸张,几乎都可以满足请求;
10,小结:
1,C++ 中可以通过 inline 声明内联函数;
2,编译器直接将内联函数体扩展到函数调用的地方;
3,inline 只是一种请求,编译器不一定允许这种请求;
4,内联函数省去了函数调用栈时压栈,跳转和返回的开销;