inline的用法

(一)inline函數(摘自C++ Primer的第三版)

      在函數聲明或定義中函數返回類型前加上關鍵字inline即把min()指定爲內聯。

      inline int min(int first, int secend) {/****/};

        inline函數對編譯器而言必須是可見的,以便它能夠在調用點內展開該函數。與非inline函數不同的是,inline函數必須在調用該函數的每個文本文件中定義。當然,對於同一程序的不同文件,如果inline函數出現的話,其定義必須相同。對於由兩個文件compute.C和draw.C構成的程序來說,程序員不能定義這樣的min()函數,它在compute.C中指一件事情,而在draw.C中指另外一件事情。如果兩個定義不相同,程序將會有未定義的行爲.

        爲保證不會發生這樣的事情,建議把inline函數的定義放到頭文件中。在每個調用該inline函數的文件中包含該頭文件。這種方法保證對每個inline函數只有一個定義,且程序員無需複製代碼,並且不可能在程序的生命期中引起無意的不匹配的事情。

(二)內聯函數的編程風格(摘自高質量C++/C 編程指南)

關鍵字inline 必須與函數定義體放在一起才能使函數成爲內聯,僅將inline 放在函數聲明前面不起任何作用

如下風格的函數Foo 不能成爲內聯函數:
inline void Foo(int x, int y); // inline 僅與函數聲明放在一起
void Foo(int x, int y)
{
}
而如下風格的函數Foo 則成爲內聯函數:
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline 與函數定義體放在一起
{
}
所以說,inline 是一種“用於實現的關鍵字”,而不是一種“用於聲明的關鍵字”。一般地,用戶可以閱讀函數的聲明,但是看不到函數的定義。儘管在大多數教科書中內聯函數的聲明、定義體前面都加了inline 關鍵字,但我認爲inline 不應該出現在函數的聲明中。這個細節雖然不會影響函數的功能,但是體現了高質量C++/C 程序設計風格的一個基本原則:聲明與定義不可混爲一談,用戶沒有必要、也不應該知道函數是否需要內聯。


定義在類聲明之中的成員函數將自動地成爲內聯函數,例如
class A
{
public:
void Foo(int x, int y) {  } // 自動地成爲內聯函數
}
將成員函數的定義體放在類聲明之中雖然能帶來書寫上的方便,但不是一種良好的編程
風格,上例應該改成:
// 頭文件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y);
}
// 定義文件
inline void A::Foo(int x, int y)
{
}

慎用內聯
內聯能提高函數的執行效率,爲什麼不把所有的函數都定義成內聯函數?
如果所有的函數都是內聯函數,還用得着“內聯”這個關鍵字嗎?
內聯是以代碼膨脹(複製)爲代價,僅僅省去了函數調用的開銷,從而提高函數的
執行效率。如果執行函數體內代碼的時間,相比於函數調用的開銷較大,那麼效率的收
獲會很少。另一方面,每一處內聯函數的調用都要複製代碼,將使程序的總代碼量增大,
消耗更多的內存空間。以下情況不宜使用內聯:
(1)如果函數體內的代碼比較長,使用內聯將導致內存消耗代價較高。
(2)如果函數體內出現循環,那麼執行函數體內代碼的時間要比函數調用的開銷大。
類的構造函數和析構函數容易讓人誤解成使用內聯更有效。要當心構造函數和析構
函數可能會隱藏一些行爲,如“偷偷地”執行了基類或成員對象的構造函數和析構函數。
所以不要隨便地將構造函數和析構函數的定義體放在類聲明中。
一個好的編譯器將會根據函數的定義體,自動地取消不值得的內聯(這進一步說明
了inline 不應該出現在函數的聲明中)。

C++ 語言支持函數內聯,其目的是爲了提高函數的執行效率(速度)。
在C程序中,可以用宏代碼提高執行效率。宏代碼本身不是函數,但使用起來象函數。
預處理器用複製宏代碼的方式代替函數調用,省去了參數壓棧、生成彙編語言的CALL調用、
返回參數、執行return等過程,從而提高了速度。

使用宏代碼最大的缺點是容易出錯,預處理器在複製宏代碼時常常產生意想不到的邊際效應。

對於C++ 而言,使用宏代碼還有另一種缺點:無法操作類的私有數據成員。

讓我們看看C++ 的"函數內聯"是如何工作的。
對於任何內聯函數,編譯器在符號表裏放入函數的聲明(包括名字、參數類型、返回值類型)。
如果編譯器沒有發現內聯函數存在錯誤,那麼該函數的代碼也被放入符號表裏。
在調用一個內聯函數時,編譯器首先檢查調用是否正確
(進行類型安全檢查,或者進行自動類型轉換,當然對所有的函數都一樣)。
如果正確,內聯函數的代碼就會直接替換函數調用,於是省去了函數調用的開銷。

這個過程與預處理有顯著的不同,因爲預處理器不能進行類型安全檢查,或者進行自動類型轉換。
假如內聯函數是成員函數,對象的地址(this)會被放在合適的地方,這也是預處理器辦不到的。

C++ 語言的函數內聯機制既具備宏代碼的效率,又增加了安全性,而且可以自由操作類的數據成員。
所以在C++ 程序中,應該用內聯函數取代所有宏代碼,"斷言assert"恐怕是唯一的例外。
assert是僅在Debug版本起作用的宏,它用於檢查"不應該"發生的情況。
爲了不在程序的Debug版本和Release版本引起差別,assert不應該產生任何副作用。
如果assert是函數,由於函數調用會引起內存、代碼的變動,那麼將導致Debug版本與Release版本存在差異。
所以assert不是函數,而是宏。

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