C语言基础知识--inline(内联)关键字

目录

一、什么是内联函数

二、内联函数和宏区别

1、宏定义

2、内联函数

3、内联和宏对比

三、内联函数和普通函数

1、普通函数调用过程

2、内联函数调用过程

3、普通函数和内联函数对比

四、总结

一、什么是内联函数
内联关键字是inline，用于修饰函数，内联函数的实现需要用inline关键字修饰，内联函数的函数声明不需要加inline关键字，只在函数的声明加修饰，不生效。

二、内联函数和宏区别
1、宏定义
函数宏的本质：在编译器在对源码的预处理阶段，无脑进行宏符号替换，替换时不做语法检查，比如"入参"类型是否匹配，"入参"个数是否匹配等。

2、内联函数
内联函数的本质：inline关键字会告诉编译器，此函数是内联函数，希望编译器尽可能的在编译阶段将此函数展开到调用此函数的地方，且对此内联函数按照常规函数一样进行语法检查，比如入参类型，入参个数等。

3、内联和宏对比
1）、语法检查差别

 

2）、处理阶段

对源码进行预处理，预处理命令：gcc -E main.c -o main.i ， 生成mian.i文件。

 

查看main.i内容，可以发现宏替换在预处理阶段已经完成，内联函数在预处理阶段无任何变化

 

内联函数会被语法检查，所以内联函数编译阶段被处理。

三、内联函数和普通函数
1、普通函数调用过程
如下图所示，在main函数中调用普通函数test_func()，图左是C源码，图右是编译生成的汇编语言

 

我们梳理上图图右汇编流程发现：

1）、在mian函数中调用了test_func()函数，汇编语句为：bl test_func 。

2）、test_func()函数刚开始执行，就执行了push语句，将R7(通用寄存器之一)和LR(函数返回地址寄存器)寄存器的值压入栈中。

3）、而后执行函数逻辑。

4）、在test_func()函数的末尾，执行了pop语句，将栈中数据弹出到R7和PC寄存器中，然后返回到main函数中继续执行。

2、内联函数调用过程
内联函数相比宏函数 处理阶段是在编译阶段(语法检查)后进行替换，其他效果与宏函数相同，这里为了方便展示，我们直接使用宏函数进行实验。

如下图所示，在main函数中调用宏函数test_func，图左是C源码，图右是编译生成的汇编语言

 

可见，在main函数中未进行bl（函数调用），而是直接执行printf操作。

3、普通函数和内联函数对比
1）、普通函数在调用过程中，会对寄存器中内容进行上下文切换（push和pop操作），而内联函数则不需要，所以普通函数相比内联函数，耗时要多一些。

2）、当函数使用次数比较多的时候，内联函数在每个调用的地方都会被展开，所以导致固件大小会变大，同一段代码会多次重复出现在固件中。而普通函数则没有此问题，不管调用的函数的次数多少，函数在固件中均只占用一处，空间利用率较高。

四、总结
1、内联函数相比宏函数，会进行语法检查。宏函数是在预处理阶段生效，内联函数是在编译阶段进行语法检查然后替换。

2、内联函数相比普通函数，少了上下文切换的步骤所以执行会更快一些。

3、内联函数被多次调用，会使固件大小膨胀，内联函数的高速是以空间来换时间。

4、内联函数不可递归。

5、如果函数内容太过于复杂，编译器会忽略inline关键字，把他当成普通函数来处理。
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