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C++ inline內(nèi)聯(lián)函數(shù)詳解

更新時(shí)間：2021年02月27日 16:07:39 作者：PHP開發(fā)社區(qū)

這篇文章主要介紹了C++ inline內(nèi)聯(lián)函數(shù)詳解,有感興趣的同學(xué)可以借鑒參考下

函數(shù)是一個(gè)可以重復(fù)使用的代碼塊，CPU 會(huì)一條一條地挨著執(zhí)行其中的代碼。CPU 在執(zhí)行主調(diào)函數(shù)代碼時(shí)如果遇到了被調(diào)函數(shù)，主調(diào)函數(shù)就會(huì)暫停，CPU 轉(zhuǎn)而執(zhí)行被調(diào)函數(shù)的代碼；被調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢后再返回到主調(diào)函數(shù)，主調(diào)函數(shù)根據(jù)剛才的狀態(tài)繼續(xù)往下執(zhí)行。

一個(gè) C/C++ 程序的執(zhí)行過程可以認(rèn)為是多個(gè)函數(shù)之間的相互調(diào)用過程，它們形成了一個(gè)或簡(jiǎn)單或復(fù)雜的調(diào)用鏈條，這個(gè)鏈條的起點(diǎn)是 main()，終點(diǎn)也是 main()。當(dāng) main() 調(diào)用完了所有的函數(shù)，它會(huì)返回一個(gè)值（例如return 0;）來結(jié)束自己的生命，從而結(jié)束整個(gè)程序。

函數(shù)調(diào)用是有時(shí)間和空間開銷的。程序在執(zhí)行一個(gè)函數(shù)之前需要做一些準(zhǔn)備工作，要將實(shí)參、局部變量、返回地址以及若干寄存器都?jí)喝霔Ｖ?，然后才能?zhí)行函數(shù)體中的代碼；函數(shù)體中的代碼執(zhí)行完畢后還要清理現(xiàn)場(chǎng)，將之前壓入棧中的數(shù)據(jù)都出棧，才能接著執(zhí)行函數(shù)調(diào)用位置以后的代碼。關(guān)于函數(shù)調(diào)用的細(xì)節(jié)，我們已經(jīng)在《C語言內(nèi)存精講》一章中的《一個(gè)函數(shù)在棧上到底是怎樣的》《用一個(gè)實(shí)例來深入剖析函數(shù)進(jìn)棧出棧的過程》兩節(jié)中講到。

如果函數(shù)體代碼比較多，需要較長的執(zhí)行時(shí)間，那么函數(shù)調(diào)用機(jī)制占用的時(shí)間可以忽略；如果函數(shù)只有一兩條語句，那么大部分的時(shí)間都會(huì)花費(fèi)在函數(shù)調(diào)用機(jī)制上，這種時(shí)間開銷就就不容忽視。

為了消除函數(shù)調(diào)用的時(shí)空開銷，C++ 提供一種提高效率的方法，即在編譯時(shí)將函數(shù)調(diào)用處用函數(shù)體替換，類似于C語言中的宏展開。這種在函數(shù)調(diào)用處直接嵌入函數(shù)體的函數(shù)稱為內(nèi)聯(lián)函數(shù)（Inline Function），又稱內(nèi)嵌函數(shù)或者內(nèi)置函數(shù)。

指定內(nèi)聯(lián)函數(shù)的方法很簡(jiǎn)單，只需要在函數(shù)定義處增加 inline 關(guān)鍵字。請(qǐng)看下面的例子：

#include
using namespace std;
//內(nèi)聯(lián)函數(shù)，交換兩個(gè)數(shù)的值
inline void swap(int *a, int *b){
int temp;
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main(){
int m, n;
cin>>m>>n;
cout<<m<<", “<<n<<endl;
swap(&m, &n);
cout<<m<<”, "<<n<<endl;
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

45 99↙ 45, 99 99, 45

注意，要在函數(shù)定義處添加 inline 關(guān)鍵字，在函數(shù)聲明處添加 inline 關(guān)鍵字雖然沒有錯(cuò)，但這種做法是無效的，編譯器會(huì)忽略函數(shù)聲明處的 inline 關(guān)鍵字。

當(dāng)編譯器遇到函數(shù)調(diào)用swap(&m, &n)時(shí)，會(huì)用 swap() 函數(shù)的代碼替換swap(&m, &n)，同時(shí)用實(shí)參代替形參。這樣，程序第 16 行就被置換成：

int temp;
temp = *(&m);
*(&m) = *(&n);
*(&n) = temp;
編譯器可能會(huì)將 (&m)、(&n) 分別優(yōu)化為 m、n。

當(dāng)函數(shù)比較復(fù)雜時(shí)，函數(shù)調(diào)用的時(shí)空開銷可以忽略，大部分的 CPU 時(shí)間都會(huì)花費(fèi)在執(zhí)行函數(shù)體代碼上，所以我們一般是將非常短小的函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)比較短小，我們通常的做法是省略函數(shù)原型，將整個(gè)函數(shù)定義（包括函數(shù)頭和函數(shù)體）放在本應(yīng)該提供函數(shù)原型的地方。下面的例子是一個(gè)反面教材，這樣的寫法是不被推薦的：

#include
using namespace std;
//聲明內(nèi)聯(lián)函數(shù)
void swap1(int *a, int *b); //也可以添加inline，但編譯器會(huì)忽略
int main(){
int m, n;
cin>>m>>n;
cout<<m<<", “<<n<<endl;
swap1(&m, &n);
cout<<m<<”, "<<n<<endl;
return 0;
}
//定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline void swap1(int *a, int *b){
int temp;
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}

使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的缺點(diǎn)也是非常明顯的，編譯后的程序會(huì)存在多份相同的函數(shù)拷貝，如果被聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體非常大，那么編譯后的程序體積也將會(huì)變得很大，所以再次強(qiáng)調(diào)，一般只將那些短小的、頻繁調(diào)用的函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

最后需要說明的是，對(duì)函數(shù)作 inline 聲明只是程序員對(duì)編譯器提出的一個(gè)建議，而不是強(qiáng)制性的，并非一經(jīng)指定為 inline 編譯器就必須這樣做。編譯器有自己的判斷能力，它會(huì)根據(jù)具體情況決定是否這樣做。

到此這篇關(guān)于C++ inline內(nèi)聯(lián)函數(shù)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ inline內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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