1 引入inline關(guān)鍵字的原因

在c/c++中，為了解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)大量消耗?？臻g（棧內(nèi)存）的問(wèn)題，特別的引入了inline修飾符，表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，?？臻g就是指放置程序的局部數(shù)據(jù)（也就是函數(shù)內(nèi)數(shù)據(jù)）的內(nèi)存空間。在系統(tǒng)下，?？臻g是有限的，假如頻繁大量的使用就會(huì)造成因棧空間不足而導(dǎo)致程序出錯(cuò)的問(wèn)題，如，函數(shù)的死循環(huán)遞歸調(diào)用的最終結(jié)果就是導(dǎo)致棧內(nèi)存空間枯竭。

下面我們來(lái)看一個(gè)例子：

#include <stdio.h>
#include<string.h>
 
// 函數(shù)定義為inline即:內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline char* inline_test(int num) 
{
    return (num % 2 > 0) ? "奇" : "偶";
}
 
 
int main()
{
   int i = 0;
   for (i = 1; i < 10; i++) 
   {
       printf("inline_test:   i:%d   奇偶性:%s\n", i, inline_test(i));   
   }
   
   return 0;
}

上面的例子就是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的用法，使用inline修飾帶來(lái)的好處我們表面看不出來(lái)，其實(shí)，在內(nèi)部的工作就是在每個(gè)for循環(huán)的內(nèi)部任何調(diào)用dbtest(i)的地方都換成了(i%2>0)?”奇”:”偶”，這樣就避免了頻繁調(diào)用函數(shù)對(duì)棧內(nèi)存重復(fù)開辟所帶來(lái)的消耗。

是否內(nèi)聯(lián) 可以在編碼、編譯、連接、甚至是應(yīng)用程序的安裝進(jìn)行的。
非運(yùn)行期,反匯編看看有沒(méi)有相關(guān)的函數(shù)調(diào)用call沒(méi)有就是inline了。

2 inline使用限制

inline的使用是有所限制的，inline只適合涵數(shù)體內(nèi)代碼簡(jiǎn)單的涵數(shù)使用，

(1) 不能包含復(fù)雜的結(jié)構(gòu)控制語(yǔ)句例如while、switch，并且不能內(nèi)聯(lián)函數(shù)本身不能是直接遞歸函數(shù)（即，自己內(nèi)部還調(diào)用自己的函數(shù)）。

(2) 而所有（除了最平凡，幾乎什么也沒(méi)做）的虛擬函數(shù)，都追阻止inlining的進(jìn)行。
這應(yīng)該不會(huì)引起太多的驚訝，因?yàn)関irtual意味著”等待，直到執(zhí)行時(shí)期再確定應(yīng)該調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)“，
而inline卻意味著”在編譯階段，將調(diào)用動(dòng)作以被調(diào)用函數(shù)的主體取代之“。
如果編譯器做決定時(shí)，尚不知道該調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)，你就很難責(zé)成他們做出一個(gè)inline函數(shù)。

3 inline僅是一個(gè)對(duì)編譯器的建議

inline函數(shù)僅僅是一個(gè)對(duì)編譯器的建議，所以最后能否真正內(nèi)聯(lián)，看編譯器的意思，
它如果認(rèn)為函數(shù)不復(fù)雜，能在調(diào)用點(diǎn)展開，就會(huì)真正內(nèi)聯(lián)，并不是說(shuō)聲明了內(nèi)聯(lián)就會(huì)內(nèi)聯(lián)，聲明內(nèi)聯(lián)只是一個(gè)建議而已。
幸運(yùn)的是大多數(shù)編譯器提供了一個(gè)診斷級(jí)別：如果它們無(wú)法將你要求的函數(shù) inline 化, 會(huì)給你一個(gè)警告信息。

4. 建議

(1) inline函數(shù)的定義放在頭文件中

inline 在大多數(shù) C++ 程序中是編譯行為。其次，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)要在調(diào)用點(diǎn)展開，所以編譯器必須隨處可見內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義，要不然就成了非內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用了。所以，這要求每個(gè)調(diào)用了內(nèi)聯(lián)函數(shù)的文件都出現(xiàn)了該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義。因此，將內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義放在頭文件里實(shí)現(xiàn)是合適的，省卻你為每個(gè)文件實(shí)現(xiàn)一次的麻煩。

(2) 聲明跟定義要一致

如果在每個(gè)文件里都實(shí)現(xiàn)一次該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的話，那么，最好保證每個(gè)定義都是一樣的，否則，將會(huì)引起未定義的行為。如果不是每個(gè)文件里的定義都一樣，那么，編譯器展開的是哪一個(gè)，那要看具體的編譯器而定。所以，最好將內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義放在頭文件中。

(3) 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)往往是 inlining 的糟糕候選人

因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)編譯器往往做了各式各樣的保證。當(dāng)你創(chuàng)建對(duì)象, 每一個(gè)基類和成員都會(huì)自動(dòng)構(gòu)造, 當(dāng)你釋放對(duì)象, 每個(gè)基類和成員都要自動(dòng)釋放。

5 類中的成員函數(shù)與inline

類 inline 函數(shù)有兩種方法：

(1) 隱喻式：定義在類中的成員函數(shù)缺省都是內(nèi)聯(lián)的，如果在類定義時(shí)就在類內(nèi)給出函數(shù)定義，那當(dāng)然最好。

(2) 明確聲明：如果在類中未給出成員函數(shù)定義，而又想內(nèi)聯(lián)該函數(shù)的話，那在類外要加上inline，否則就認(rèn)為不是內(nèi)聯(lián)的。

例如，

class A
{
    public:void Foo(int x, int y) {  } // 自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
}

將成員函數(shù)的定義體放在類聲明之中雖然能帶來(lái)書寫上的方便，但不是一種良好的編程風(fēng)格，上例應(yīng)該改成：

// 頭文件
class A
{
    public:
    void Foo(int x, int y);
}

// 定義文件
inline void A::Foo(int x, int y){}

6 inline 是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”

關(guān)鍵字inline 必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)，僅將inline 放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。

如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 不能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

inline void Foo(int x, int y); // inline 僅與函數(shù)聲明放在一起
 
void Foo(int x, int y){}

而如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 則成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

void Foo(int x, int y);
 
inline void Foo(int x, int y) {} // inline 與函數(shù)定義體放在一起

所以說(shuō)，inline 是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”，而不是一種“用于聲明的關(guān)鍵字”。一般地，用戶可以閱讀函數(shù)的聲明，但是看不到函數(shù)的定義。盡管在大多數(shù)教科書中內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明、定義體前面都加了inline 關(guān)鍵字，但我認(rèn)為inline不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中。這個(gè)細(xì)節(jié)雖然不會(huì)影響函數(shù)的功能，但是體現(xiàn)了高質(zhì)量C++/C 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格的一個(gè)基本原則：聲明與定義不可混為一談，用戶沒(méi)有必要、也不應(yīng)該知道函數(shù)是否需要內(nèi)聯(lián)。

7 慎用inline

內(nèi)聯(lián)能提高函數(shù)的執(zhí)行效率，為什么不把所有的函數(shù)都定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)？如果所有的函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，還用得著“內(nèi)聯(lián)”這個(gè)關(guān)鍵字嗎？

內(nèi)聯(lián)是以代碼膨脹（復(fù)制）為代價(jià)，僅僅省去了函數(shù)調(diào)用的開銷，從而提高函數(shù)的執(zhí)行效率。 如果執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間，相比于函數(shù)調(diào)用的開銷較大，那么效率的收獲會(huì)很少。另一方面，每一處內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用都要復(fù)制代碼，將使程序的總代碼量增大，消耗更多的內(nèi)存空間。

以下情況不宜使用內(nèi)聯(lián)： 

(1) 如果函數(shù)體內(nèi)的代碼比較長(zhǎng)，使用內(nèi)聯(lián)將導(dǎo)致內(nèi)存消耗代價(jià)較高。 

(2) 如果函數(shù)體內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)，那么執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間要比函數(shù)調(diào)用的開銷大。

(3)  類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)容易讓人誤解成使用內(nèi)聯(lián)更有效。要當(dāng)心構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可能會(huì)隱藏一些行為，如“偷偷地”執(zhí)行了基類或成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。所以不要隨便地將構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義體放在類聲明中。

一個(gè)好的編譯器將會(huì)根據(jù)函數(shù)的定義體，自動(dòng)地取消不值得的內(nèi)聯(lián)（這進(jìn)一步說(shuō)明了 inline 不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中）。

8 總結(jié)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)并不是一個(gè)增強(qiáng)性能的靈丹妙藥。只有當(dāng)函數(shù)非常短小的時(shí)候它才能得到我們想要的效果；但是，如果函數(shù)并不是很短而且在很多地方都被調(diào)用的話，那么將會(huì)使得可執(zhí)行體的體積增大。 最令人煩惱的還是當(dāng)編譯器拒絕內(nèi)聯(lián)的時(shí)候。在老的實(shí)現(xiàn)中，結(jié)果很不盡人意，雖然在新的實(shí)現(xiàn)中有很大的改善，但是仍然還是不那么完善的。一些編譯器能夠足夠的聰明來(lái)指出哪些函數(shù)可以內(nèi)聯(lián)哪些不能，但是大多數(shù)編譯器就不那么聰明了，因此這就需要我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能增強(qiáng)性能，就避免使用它！

到此這篇關(guān)于C++中inline用法案例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++中inline用法內(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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