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inline 内联函数

Posted on 2014-11-11 13:15  bw_0927  阅读(1035)  评论(0)    收藏  举报

http://blog.csdn.net/gengshenghong/article/details/5609212

 

内联函数:

(1)       内联函数定义和作用:

将一个函数声明为inline,那么函数就成为内联函数。内联函数通常就是它在程序中每个调用点上“内联地”展开。从定义上看,内联函数跟一般函数不一样,一般函数调用的时候是需要调用开销的(比如出栈入栈等操作),内联函数从定义上看更像是宏,但是跟宏不一样。

内联函数的作用主要就是使用在一些短小而使用非常频繁的函数中,为了减少函数调用的开销,为了避免使用宏(在c++中,宏是不建议使用的)。比如内联函数inline int  func(int x){return x*x;} 在调用的时候cout<<func(x)<<endl,在编译时将被展开为:

cout<<(x*x)<<endl;

(2)       内联函数相对于宏的区别和优点:

从上面的分析中,可以看出,内联函数在表现形式上与宏很类似。但是内联函数和宏之间的区别很明显。宏是在预处理时进行的机械替换,内联是在编译时进行的。内联函数是真正的函数,只是在调用时,没有调用开销,像宏一样进行展开。内联函数会进行参数匹配检查,相对于带参数的宏有很好的优点,避免了处理宏的一些问题。

(3)       如何使用内联函数和禁止内联:

要让一个函数称为内联函数,有两种方法:一种是把函数加上inline关键字;一种是在类的说明部分定义的函数,默认就是内联的。

要禁止编译器进行内联,可以使用#pragma auto_inline编译指令或者改变编译参数。

(4)       内联函数注意事项:

(1)       内联函数一定会内联展开吗?答案是否定的。对于内联函数,程序只是提供了一个“内联建议”,即建议编译器把函数用内联展开,但是真正是否内联,是由编译器决定的,对于函数体过大的函数,编译器一般不会内联,即使制定为内联函数。

(2)       在内联函数内部,不允许用循环语句和开关语句(if或switch)。内联函数内部有循环和开关,也不会出错,但是编译器会把它当做非内联函数的。

(3)       关键字inline必须与函数定义体放在一起才能使函数真正内联,仅把inline放在函数声明的前面不起任何作用。因为inline是一种用于实现的关键字,不是一种用于声明的关键字。

内联函数的声明是不需要加inline关键字的,内联函数的定义是必须加inline的(除了类的定义部分的默认内联函数,定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数),尽管很多书声明定义都加了,要注意理解声明和定义的区别。

(4)       在一个文件中定义的内联函数不能在另一个文件中使用。如需共享,通常把它们放在头文件中。

(5)       内联函数的定义必须在第一次调用之前。注意,这里是定义之前,不仅仅是声明之前。对于普通函数,可以在调用之前声明,调用代码之后具体定义(实现函数),但是内联函数要实现内联,必须先定义再调用,否则编译器会把在定义之前调用的内联函数当做普通函数进行调用。

(6)       说明:上面这些inline的注意事项,在编程时要自己注意,因为上面的注意事项不遵守很多并不会引起编译错误,只是会导致写了inline的函数不是内联函数,从而与预期的目的不一样。所以很多没法用程序实例说明到底编译器是按照inline还是非inline调用的,或许分析汇编代码能看出,但是水平有限,就不多分析了。

(5)       一些关于内联的参考文章:

http://www.cppblog.com/fwxjj/archive/2007/04/20/22352.html 关于c++的内联函数

http://www.yuanma.org/data/2007/1211/article_2916.htm inline函数的一些总结

http://blog.csdn.net/gaoxiaowei/archive/2008/09/02/2866773.aspx C++基础--内联函数

 

http://blog.csdn.net/bruce_zeng/article/details/8666561

我们知道,函数可以在多处声明,但只能在一个地方定义,不然就会出现重定义。大部分函数默认是外部链接,而inline函数默认为内部链接。也就是说inline函数只能在本文件中使用,对其他文件是不可见的。

一般我们使用某个类的时候,都是在文件中加上该类的头文件,以便我们可以使用该类的接口。而我们类的成员函数的实现都是放在相应的.cpp文件中的,而在.h文件中声明。这样我们便可以通过.h文件中的成员函数的声明找到其定义,继而使用成员函数了。

但如果将inline函数放在.cpp文件中,那么其只对.cpp文件有效,这样我们就无法访问它了。所以我们将其放在类的声明的头文件中,这样通过包含该头文件来使用它。

 

==============================http://www.cnblogs.com/berry/articles/1582702.html

(一)inline函数(摘自C++ Primer的第三版)

在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min()指定为内联。

      inline int min(int first, int secend) {/****/};

      inline 函数对编译器而言必须是可见的,以便它能够在调用点内展开该函数。与非inline函数不同的是,inline函数必须在调用该函数的每个文本文件中定 义。当然,对于同一程序的不同文件,如果inline函数出现的话,其定义必须相同

对于由两个文件compute.C和draw.C构成的程序来说,程 序员不能定义这样的min()函数,它在compute.C中指一件事情,而在draw.C中指另外一件事情。如果两个定义不相同,程序将会有未定义的行 为:

      为保证不会发生这样的事情,建议把inline函数的定义放到头文件中。在每个调用该inline函数的文件中包含该头文件。

这种方法保证对每个inline函数只有一个定义,且程序员无需复制代码,并且不可能在程序的生命期中引起无意的不匹配的事情。

(二)内联函数的编程风格(摘自高质量C++/C 编程指南)

关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联,仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用

如下风格的函数Foo 不能成为内联函数:

inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起

void Foo(int x, int y){}

而如下风格的函数Foo 则成为内联函数:

void Foo(int x, int y);

inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在一起{}

所 以说,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”。一般地,用户可以阅读函数的声明,但是看不到函数的定义。

尽管在大多数教科书中内联函数的 声明、定义体前面都加了inline 关键字,但我认为inline 不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能,但是体现了高质量C++/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。

定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数

例如

class A

{

    public:void Foo(int x, int y) {  } // 自动地成为内联函数

}

将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便,但不是一种良好的编程风格,上例应该改成:

// 头文件

class A

{

    public:

    void Foo(int x, int y);

}

// 定义文件

inline void A::Foo(int x, int y){} 

慎用内联

内 联能提高函数的执行效率,为什么不把所有的函数都定义成内联函数?如果所有的函数都是内联函数,还用得着“内联”这个关键字吗?内联是以代码膨胀(复制) 为代价,仅仅省去了函数调用的开销,从而提高函数的执行效率。

如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。另一方面, 每一处内联函数的调用都要复制代码,将使程序的总代码量增大,消耗更多的内存空间。

以下情况不宜使用内联:

(1)如果函数体内的代码比较长,使用内联将导致内存消耗代价较高。

(2) 如果函数体内出现循环,那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构函 数可能会隐藏一些行为,如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。

所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。一个好的编译 器将会根据函数的定义体,自动地取消不值得的内联(这进一步说明了 inline 不应该出现在函数的声明中)。


注意点:


内联函数既能够去除函数调用所带来的效率负担又能够保留一般函数的优点。然而,内联函数并不是万能药,在一些情况下,它甚至能够降低程序的性能。因此在使用的时候应该慎重。  
     1.我们先来看看内联函数给我们带来的好处:从一个用户的角度来看,内联函数看起来和普通函数一样, 它可以有参数和返回值,也可以有自己的作用域,然而它却不会引入一般函数调用所带来的负担。另外, 它可以比宏更安全更容易调试。  
    当然有一点应该意识到,inline   specifier仅仅是对编译器的建议,编译器有权利忽略这个建议。那么编译器是如何决定函数内联与否呢?一般情况下关键性因素包括函数体的大小,是否有局部对象被声明,函数的复杂性等等。  
     2.那么如果一个函数被声明为inline但是却没有被内联将会发生什么呢?理论上,当编译器拒绝内联一个   函数的时候,那个函数会像普通函数一样被对待,但是还会出现一些其他的问题。例如下面这段代码:  


  //   filename   Time.h  
  #include<ctime>  
  #include<iostream>  
  using   namespace   std;  
  class   Time  
  {  
  public:  
          inline   void   Show()  

          {  
              for (int   i   =   0;   i<10;   i++)
                  cout<<time(0)<<endl;
          }  
  };  
     因为成员函数Time::Show()包括一个局部变量和一个for循环,所以编译器一般拒绝inline,并且把它当作一个普通的成员函数。

但是这个包含类声明的头文件会被单独的#include进各个独立的编译单元中:  
  //   filename   f1.cpp  
  #include   "Time.h"  
  void   f1()  
  {  
          Time   t1;  
          t1.Show();  
  }  
  //   filename   f2.cpp  
  #include   "Time.h"  
  void   f2()  
  {  
          Time   t2;  
          t2.Show();  
  }  
  结果编译器为这个程序生成了两个相同成员函数的拷贝:  
  void   f1();  
  void   f2();  
  int   main()  
  {  
          f1();    
          f2();  
          return   0;  
  }  
     当程序被链接的时候,linker将会面对两个相同的Time::Show()拷贝,于是函数重定义的连接错误发生。但是老一些的C++实现对付这种情况 的办法是通过把一个un-inlined函数当作static来处理。因此每一份函数拷贝仅仅在自己的编译单元中可见,这样链接错误就解决了,但是在程序 中却会留下多份函数拷贝。在这种情况下,程序的性能不但没有提升,反而增加了编译和链接时间以及最终可执行体的大小。但是幸运的是,新的C++标准中关于 un-inlined函数的说法已经改变。一个符合标准C++实现应该只生成一份函数拷贝。然而,要想所有的编译器都支持这一点可能还需要很长时间。

 
     另外关于内联函数还有两个更令人头疼的问题。第一个问题是该如何进行维护。一个函数开始的时候可能以内联的形式出现,但是随着系统的扩展,函数体可能要求 添加额外的功能,结果内联函数就变得不太可能,因此需要把inline   specifier去除以及把函数体放到一个单独的源文件中。另一个问题是当内联函数被应用在代码库的时候产生。当内联函数改变的时候,用户必须重新编译 他们的代码以反映这种改变。然而对于一个非内联函数,用户仅仅需要重新链接就可以了。 

 
     这里想要说的是,内联函数并不是一个增强性能的灵丹妙药。只有当函数非常短小的时候它才能得到我们想要的效果,但是如果函数并不是很短而且在很多地方都被 调用的话,那么将会使得可执行体的体积增大。最令人烦恼的还是当编译器拒绝内联的时候。在老的实现中,结果很不尽人意,虽然在新的实现中有很大的改善,但 是仍然还是不那么完善的。一些编译器能够足够的聪明来指出哪些函数可以内联哪些不能,但是,大多数编译器就不那么聪明了,因此这就需要我们的经验来判断。 如果内联函数不能增强行能,就避免使用它!