C++基础：inline函数

1.inline 函数

1.1定义：inline 函数由 inline 关键字定义，当函数功能简单，使用评率高，为了提高效率，直接将函数的代码嵌入到程序中。但缺点是：(1)相同代码重复书写；(2)程序可读性往往没有使用函数的好。为了进一步协调效率和可读性之间的矛盾，c++提供了另一种方法，即定义内联函数，方法是在定义函数时加修饰词inline.

intline bool IsNumber(char ch)

{

return ch>='0'&&ch<='9'?1:0;

}

加inline关键字将其改写成内联函数，在编译期间编译器能够在调用点内联展开该函数。

实例：

在debug模式下，设置编译器。

注意：

inline是一种以空间换时间的做法，省去调用函数额开销，但当函数体的代码过长或者是递归函数，即使是加上inline关键字，也不会在调用点以内联展开该函数。

inline对编译器而言，仅仅只是一个建议，编译器会自动优化。

inline不建议声明和分离，分离会导致链接错误，因为inline被展开，就没有函数的地址了，链接就会找不到。

1.2编译器对 inline 函数的处理办法
编译器在编译阶段完成对 inline 函数的处理，即对 inline 函数的调用替换为函数的本体。但 inline 关键字对编译器只是一种建议，编译器可以这样去做，也可以不去做。从逻辑上来说，编译器对 inline 函数的处理步骤一般如下：
（1）将 inline 函数体复制到inline函数调用处；
（2）为所用 inline 函数中的局部变量分配内存空间；
（3）将 inline 函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中；
（4）如果 inline 函数有多个返回点，将其转变为 inline 函数代码块末尾的分支（使用GOTO）。inline 通过消除调用开销来提升性能。

3.inline 函数使用的一般方法
函数定义时，在返回类型前加上关键字 inline 即把函数指定为内联，函数申明时可加也可不加。使用格式为：inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};
4.inline 函数的优点与缺点
inline函数相对宏函数有如下优点：
（1）内联函数同宏函数一样将在被调用处进行代码展开，省去了参数压栈、栈帧开辟与回收，结果返回等，从而提高程序运行速度。

（2）内联函数相比宏函数来说，在代码展开时，会做安全检查或自动类型转换（同普通函数），而宏定义则不会。
例如：

#define MAX(a，b) ((a)>(b)?(a):(b))//宏函数

inline int MAX(int a，int b)//内联函数
{
return a>b?a:b；
}

使用宏函数时，其书写语法也较为苛刻，如果对宏函数出现如下错误的调用MAX(a,"Hello")； 宏函数会错误地比较int和字符串，没有参数类型检查，但是使用内联函数的时候，会出现类型不匹配的编译错误。

（3）在类中声明同时定义的成员函数，自动转化为内联函数，因此内联函数可以访问类的成员变量，宏定义则不能。

（4）内联函数在运行时可调试，而宏定义不可以。

inline函数的缺点：
（1）代码膨胀。
inline函数带来的运行效率是典型的以空间换时间的做法。

（2）inline 函数无法随着函数库升级而升级。
如果f是函数库中的一个inline函数，使用它的用户会将f函数实体编译到他们的程序中。

（3）是否内联，程序员不可控。
inline函数只是对编译器的建议，是否对函数内联，决定权在于编译器。

5.inline函数的注意事项

（1）使用函数指针调用内联函数将会导致内联失败。
也就是说，如果使用函数指针来调用内联函数，那么就需要获取inline函数的地址。如果要取得一个inline函数的地址，编译器就必须为此函数产生一个函数实体，那么就内联失败。

（2）如果函数体代码过长或者有多重循环语句，if或witch分支语句或递归时，不宜用内联。

（3）类的 constructors、destructors 和虚函数往往不是 inline 函数的最佳选择。
类的构造函数（constructors）可能需要调用父类的构造函数，析构函数同样可能需要调用父类的析构函数，二者背后隐藏着大量的代码，不适合作为inline函数。虚函数（destructors）往往是运行时确定的，而inline是在编译时进行的，所以内联虚函数往往无效。如果直接用类的对象来使用虚函数，那么对有的编译器而言，也可起到优化作用。

（4）至于内联函数是定义在头文件还是源文件的建议。
内联展开是在编译时进行的，只有链接的时候源文件之间才有关系。所以内联要想跨源文件必须把实现写在头文件里。如果一个 inline 函数会在多个源文件中被用到，那么必须把它定义在头文件中。
（5）能否强制编译器进行内联操作？
也有人可能会觉得能否强制编译器进行函数内联，而不是建议编译器进行内联呢？很不幸的是目前还不能强制编译器进行函数内联，如果使用的是 MS VC++, 注意 __forceinline 如同 inine 一样，也是一个用词不当的表现，它只是对编译器的建议比inline更加强烈，并不能强制编译器进行inline操作。

6.小结

inline函数与普通函数的比较

普通函数有开栈和清栈，inline函数无开栈和清栈。

当执行开销（代码小）< 调用开销（开栈）时，建议用inline

当执行开销（代码小）> 调用开销（开栈）时，不建议使用inline

inline和static 的区别

（1）内联函数没有开栈清栈的开销，static函数有；

（2）inline编译阶段代码展开导致函数本文件可见，而static是因为符号属性为local本文件可见。

inline和宏的区别

（1）inline编译时处理有类型检查，安全检查和语法判断等功能，宏预编译时处理无类型检查和安全检查，只是简单的替换

（2）宏无法调试，而内联可以进行调试。

（3）内联比宏更加安全，是一种更加安全的宏

(4) 内联函数在编译时展开，带参的宏在预编译时展开

内联函数直接嵌入到目标函数代码中，带参的宏是简单的作文本替换

相同点：两个都代码展开，省去了参数压栈、栈帧开辟与回收，结果返回等，从而提高运行速度。

注：

一般写在头文件中
只在release版本生效
给编译器的一个建议，循环、递归、switch一定不会出现inline。
inline基于实现，不是基于声明，即在声明点无效（先声明后内联）