内联函数

函数是一个可以重复使用的代码块，CPU 会一条一条地挨着执行其中的代码。CPU 在执行主调函数代码时如果遇到了被调函数，主调函数就会暂停，CPU 转而执行被调函数的代码；被调函数执行完毕后再返回到主调函数，主调函数根据刚才的状态继续往下执行。

函数调用是有时间和空间开销的。程序在执行一个函数之前需要做一些准备工作，要将实参、局部变量、返回地址以及若干寄存器都压入栈中，然后才能执行函数体中的代码；函数体中的代码执行完毕后还要清理现场，将之前压入栈中的数据都出栈，才能接着执行函数调用位置以后的代码。

如果函数体代码比较多，需要较长的执行时间，那么函数调用机制占用的时间可以忽略；如果函数只有一两条语句，那么大部分的时间都会花费在函数调用机制上，这种时间开销就就不容忽视。

为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数。

指定内联函数的方法很简单，只需要在函数定义处增加 inline 关键字。

注意，要在函数定义处添加 inline 关键字，在函数声明处添加 inline 关键字虽然没有错，但这种做法是无效的，编译器会忽略函数声明处的 inline 关键字。

 

当函数比较复杂时，函数调用的时空开销可以忽略，大部分的 CPU 时间都会花费在执行函数体代码上，所以我们一般是将非常短小的函数声明为内联函数。
由于内联函数比较短小，我们通常的做法是省略函数原型，将整个函数定义（包括函数头和函数体）放在本应该提供函数原型的地方。

内联函数在编译时会将函数调用处用函数体替换，编译完成后函数就不存在了，所以在链接时不会引发重复定义错误。这一点和宏很像，宏在预处理时被展开，编译时就不存在了。从这个角度讲，内联函数更像是编译期间的宏。

inline 关键字可以只在函数定义处添加，也可以只在函数声明处添加，也可以同时添加；但是在函数声明处添加 inline 关键字是无效的，编译器会忽略函数声明处的 inline 关键字。也就是说，inline 是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。

尽管大多数教科书中在函数声明和函数定义处都增加了 inline 关键字，但我认为 inline 关键字不应该出现在函数声明处。这个细节虽然不会影响函数的功能，但是体现了高质量 C++ 程序设计风格的一个基本原则：声明与定义不可混为一谈，用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。

更为严格地说，内联函数不应该有声明，应该将函数定义放在本应该出现函数声明的地方，这是一种良好的编程风格。

内联函数不应该有声明，应该将函数定义放在本应该出现函数声明的地方，这是一种良好的编程风格。

在多文件编程时，我建议将内联函数的定义直接放在头文件中，并且禁用内联函数的声明（声明是多此一举）。

一般直接在类声明中定义内联函数。

class Student{
public:
    　　//成员变量
    　　char *name;
    　　int age;
    　　float score;
    　　//内联函数定义
    　　inline void say(){
        　　　　cout<<name<<"的年龄是"<<age<<"，成绩是"<<score<<endl;
    　　}
};

在C++中，获取成员变量的函数（通常称为“getter”函数）通常写成内联成员函数。以下是原因和具体做法：

　　（1）为什么写成内联函数？
　　　　性能优化：Getter函数通常非常简单（直接返回成员变量的值），适合内联展开，避免函数调用的开销。

　　　　代码简洁：内联函数可以直接在类定义中实现，代码更紧凑。

　　　　惯例：C++标准库和许多代码库中，简单的getter函数通常以内联方式实现。

　　（2） 如何实现内联getter函数？
　　在类定义中直接实现getter函数，编译器会自动将其视为内联函数。

class MyClass {
public:
    　　// 内联getter函数
    　　int getValue() const {
        　　　　return value;
    　　}
    　　// 内联setter函数
    　　void setValue(int newValue) {
        　　　　value = newValue;
    　　}
private:
    　　int value;
};

 

　　（3）内联函数的注意事项
　　　　编译器决定：inline关键字只是对编译器的建议，最终是否内联由编译器决定。

　　　　复杂逻辑不适合内联：如果getter函数包含复杂逻辑（如条件判断、循环等），不建议内联。

　　　　头文件中定义：内联函数通常定义在头文件中，因为编译器需要在每个使用它的地方看到其定义。

　　（4）何时写成普通成员函数？

　　　　如果getter函数需要执行复杂操作（如计算、验证等），或者不希望内联展开（例如在动态库中避免代码膨胀），可以将其实现为普通成员函数。

// MyClass.h
class MyClass {
public:
　　int getValue() const; // 声明
private:
　　int value;
};
// MyClass.cpp
int MyClass::getValue() const {
　　// 可能的复杂逻辑
　　return value;
}

　　（5）总结
　　简单getter函数：通常写成内联成员函数，直接在类定义中实现。

　　复杂getter函数：可以写成普通成员函数，在类外实现。