inline函数用法

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2024年5月12日发(作者：)

inline函数用法

inline(内联)函数用法

引入内联函数的目的就是:为了解决程序中函数调用的效率问题。

函数就是一种更高级的抽象。它的引入使得编程者只关心函数的功能与使用方法,而不必关心函数功能的具体

实现;函数的引入可以减少程序的目标代码,实现程序代码与数据的共享。但就是,函数调用也会带来降低效率

的问题,因为调用函数实际上将程序执行顺序转移到函数所存放在内存中某个地址,将函数的程序内容执行完

后,再返回到转去执行该函数前的地方。这种转移操作要求在转去前要保护现场并记忆执行的地址,转回后先要

恢复现场,并按原来保存地址继续执行。因此,函数调用要有一定的时间与空间方面的开销,于就是将影响其效

率。特别就是对于一些函数体代码不就是很大,但又频繁地被调用的函数来讲,解决其效率问题更为重要。引入

内联函数实际上就就是为了解决这一问题。

在程序编译时,编译器将程序中出现的内联函数的调用表达式用内联函数的函数体来进行替换。显然,这种做法

不会产生转去转回的问题,但就是由于在编译时将函数体中的代码被替代到程序中,因此会增加目标程序代码

量,进而增加空间开销,而在时间代销上不象函数调用时那么大,可见它就是以目标代码的增加为代价来换取时

间的节省。

内联函数的定义方法:

定义内联函数的方法很简单,只要在函数定义的头前加上关键字inline即可。内联函数的定义方法与一般函数

一样。如:

inline int add_int (int x, int y, int z)

{

return x+y+z;

}

在程序中,调用其函数时,该函数在编译时被替代,而不就是像一般函数那样就是在运行时被调用。

使用内联函数应注意的事项:

内联函数具有一般函数的特性,它与一般函数所不同之处,在于函数调用的处理。

一般函数进行调用时,要将程序执行权转到被调用函数中,然后再返回到调用它的函数中;而内联函数在调

用时,就是将调用表达式用内联函数体来替换。在使用内联函数时,应注意如下几点:

1、在内联函数内不允许用循环语句与开关语句。

2、内联函数的定义必须出现在内联函数第一次被调用之前。

3、本栏目讲到的类结构中所有在类说明内部定义的函数就是内联函数。

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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就是可见的,以便它能够在调用点内展开该函数。与非inline函数不同的就是,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与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:

inline函数用法

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 就是一种“用于实现的关键字”,而不就是一种“用于声明的关键字”。一般地,用户可以阅读函数的声明,但就是

瞧不到函数的定义。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,但就是体现了高质量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、也不应该知道函数就是否需要内联。

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,但不就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？

如果所有的函数都就是内联函数,还用得着“内联”这个关键字不？内联就是以代码膨胀(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。类的构造函数与析构函数容易让人误解成

使用内联更有效。要当心构造函数与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与析构函

数。所以不要随便地将构造函数与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,内联函数并不就是万能药,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.我们先来瞧瞧内联函数给我们带来的好处:从一个用户的角度来瞧,内联函数瞧起来与普通函数一样, 它可以有参数与

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仅仅就是对编译器的建议,编译器有权利忽略这个建议。那么编译器就是如何

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,就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但就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

inline函数用法

候,那个函数会像普通函数一样被对待,但就是还会出现一些其她的问题。例如下面这段代码:

// Time、h

#include

#include

using namespace std;

class Time

{

public:

inline void Show()

{

for (int i = 0; i<10; i++)

cout<

}

};

因为成员函数Time::Show()包括一个局部变量与一个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。但就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:

// f1、cpp

#include "Time、h"

void f1()

{

Time t1;

t1、Show();

}

// 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,于就是函数重定义的连接错误发生。但就是老一

些的C++实现对付这种情况的办法就是通过把一个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,但就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,

反而增加了编译与链接时间以及最终可执行体的大小。但就是幸运的就是,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。第一个问题就是该如何进行维护。一个函数开始的时候可能以内联的形

式出现,但就是随着系统的扩展,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。另一个问题就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,用户必须重新编译她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。

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这里想要说的就是,内联函数并不就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,

但就是如果函数并不就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。最令人烦恼的还就是当编译

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,但就是仍然还就是不那么完善的。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,但就是,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！

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inline函数_内联函数的一些总结

inline函数

我们瞧下面的函数,函数体中只有一行语句:

double Average(double total, int number){

return total/number;

}

定义这么简单的函数有必要不？实际上,它还就是有一些优点的:第一,它使程序更可读;第二,它使这段代码可以重复使用。但

就是,它也有缺点:当它被频繁地调用的时候,由于调用函数的开销,会对应用程序的性能(时间＋空间效率,这儿特指时间)有损

失。例如,Average在一个循环语句中重复调用几千次,会降低程序的执行效率。

那么,有办法避免函数调用的开销不？对于上面的函数,我么可以把它定义为内联函数的形式:

inline double Average(double total, int number){

return total/number;

}

函数的引入可以减少程序的目标代码,实现程序代码的共享。

函数调用需要时间与空间开销,调用函数实际上将程序执行流程转移到被调函数中,被调函数的代码执行完后,再返回到调用

的地方。这种调用操作要求调用前保护好现场并记忆执行的地址,返回后恢复现场,并按原来保存的地址继续执行。对于较长

的函数这种开销可以忽略不计,但对于一些函数体代码很短,又被频繁调用的函数,就不能忽视这种开销。引入内联函数正就是

为了解决这个问题,提高程序的运行效率。

在程序编译时,编译器将程序中出现的内联函数的调用表达式用内联函数的函数体来进行替换。由于在编译时将内联函数

体中的代码替代到程序中,因此会增加目标程序代码量,进而增加空间开销,而在时间开销上不象函数调用时那么大,可见它就

是以目标代码的增加为代价来换取时间的节省。

◆总结:inline函数就是提高运行时间效率,但却增加了空间开销。

即inline函数目的就是:为了提高函数的执行效率(速度)。

非内联函数调用有栈内存创建与释放的开销

在C中可以用宏代码提高执行效率,宏代码不就是函数但使用起来像函数,编译器用复制宏代码的方式取代函数调用,省去了

参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、返回参数、执行return等过程,从而提高速度。

◆使用宏的缺点:(1)容易出错(预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应)

例如:#define MAX(a,b) (a) > (b) ? (a) : (b)

语句result = MAX(i,j) + 2 却被扩展为result = (i)>(j)?(i):(j)+2;

但意却为result = ((i)>(j)?(i):(j)) + 2;

(2)不可调试

(3)无法操作类的私有数据成员

C++函数内联机制既具备宏代码的效率,又增加了安全性,且可自由操作类的数据成员。

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i

nlin就是一种用于实现的关键字,不就是一种用于声明的关键字。

许多书籍把内联函数的声明、定义体前都加了inline关键字,但声明前不应该加(加不加不会影响函数功能),因为声明

与定义不可混为一谈。

inline函数用法

★声明、定义与语句

声明:就就是在向系统介绍名字(一个名字就是一块内存块的别名),只就是告诉编译器这个名字值的类型及宣告该名字的存在

性,仅此而已。

定义:则就是分配存储空间,即具有了存储类型。

语句:程序的基本组成部分,分可执行语句(定义就是)与不可执行语句(声明就是)。

在正式编写程序语句前定义的一些全局变量或局部变量,在C中为声明,C++中为定义。

例如:int a;//在标C中为声明,就是不可执行语句;在C++中为定义,就是可执行语句

extern int a;//为声明,就是不可执行语句 CWinApp curApp;//对象定义就是可执行语句

◆使用内联函数时应注意以下几个问题:

(1) 在一个文件中定义的内联函数不能在另一个文件中使用。它们通常放在头文件中共享。

(2) 内联函数应该简洁,只有几个语句,如果语句较多,不适合于定义为内联函数。

(3) 内联函数体中,不能有循环语句、if语句或switch语句,否则,函数定义时即使有inline关键字,编译器也会把该函数作为

非内联函数处理。

(4) 内联函数要在函数被调用之前声明。

例如:

#include

int increment(int i);

inline int increment(int i){

i++; return i;

}

void main(void){ ……

}

如果我们修改一下程序,将内联函数的定义移到main()之后:

#include

int increment(int i);

void main(void){ ……

}

//内联函数定义放在main()函数之后

inline int increment(int i){

i++; return i;

}

内联函数在调用之后才定义,这段程序在编译的时候编译器不会直接把它替换到main中。也就就是说实际上"increment(i

nt i)"只就是作为一个普通函数被调用,并不具有内联函数的性质,无法提高运行效率。

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本文标签： 函数内联定义程序执行