内联函数是一种优化手段,通过在编译时将函数调用替换为函数体本身的复制品,以减少函数调用的开销。它适用于函数体较小、调用频繁的情况。使用内联函数可以提高程序执行效率,但也会增加最终生成的代码大小。在C++中,可以使用inline
关键字声明内联函数。然而,编译器对于是否真正内联一个函数有最终决定权,即使函数被声明为内联,编译器也可以选择不进行内联。
引例:C语言可以使用宏定义实现两数交换的功能。下面是一个示例的代码:
#include <stdio.h>
#define SWAP(a, b) do { \
int temp = a; \
a = b; \
b = temp; \
} while (0)
int main() {
int num1 = 10;
int num2 = 20;
printf("Before swap: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);
SWAP(num1, num2);
printf("After swap: num1 = %d, num2 = %d\n", num1, num2);
return 0;
}
这段代码中定义了一个宏 SWAP
,使用 do-while
循环实现交换。在 main
函数中声明了两个变量 num1
和 num2
,然后调用 SWAP
宏进行交换,最后打印结果。运行程序,输出如下:
Before swap: num1 = 10, num2 = 20
After swap: num1 = 20, num2 = 10
C++中引入了内联函数的概念,主要是为了提高程序的性能。在C语言中没有内联函数的概念,我们通常会使用宏定义来实现,但是宏定义的写法过于困难,如上所示的宏定义实现的交换,所以便在C++中便提出内联函数这个概念,来替代宏定义写的函数。
内联函数的作用是在编译时将函数的代码嵌入调用的地方,而不是通过函数调用的方式执行。
内联函数的优点有以下几点:
需要注意的是,内联函数适用于函数体较小、频繁调用的情况。对于函数体过大或者调用频率较低的函数,使用内联可能会导致代码膨胀、降低缓存命中率,反而影响性能。因此,使用内联函数需要根据具体情况进行权衡和选择。
以inline
修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。
如果在上述函数前增加inline
关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。
release
模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
debug
模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug
模式下,编译器默认不会对代码进行优化,以下给出vs2013
的设置方式)inline
是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数处理,在编译阶段,会用函数体替换函数调用 inline
对于编译器而言只是一个建议,不同编译器关于inline
实现机制可能不同 inline
修饰,否则编译器会忽略inline
特性。inline
的建议:
inline
不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误。因为inline
被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);
// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{
cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{
f(10);
return 0;
}
// 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl f(int)" (?f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用
对于这种情况,我们可以直接在头文件中直接定义
inline void f(int i)
{
cout << i << endl;
}