C++中的內聯函數
1. 定義
內聯函數是C++的增強特性之一，用來降低程序的運行時間。當內聯函數收到編譯器的指示時，即可發生內聯：編譯器將使用函數的定義體來替代函數調用語句，這種替代行爲發生在編譯階段而非程序運行階段
它們看起來像函數，運作起來像函數，比宏要好得多，使用時還不需要承擔函數調用的開銷。當內聯一個函數時，編譯器可以對函數體執行特定環境下的優化工作，這樣的優化對”正常“的函數調用是不可能的
下面是一個實例，使用內聯函數來返回兩個數中的最大值：
#include <iostream>
using namespace std;
inline int Max(int x, int y)
{
return (x > y)? x : y;
}
// 程序的主函數
int main( )
{
cout << "Max (20,10): " << Max(20,10) << endl;
cout << "Max (0,200): " << Max(0,200) << endl;
cout << "Max (100,1010): " << Max(100,1010) << endl;
return 0;
}
上面的代碼運行後結果爲：
Max (20,10): 20
Max (0,200): 200
Max (100,1010): 1010
2. 細節
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內聯函數的關鍵字爲inline
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內聯函數是一個對編譯器的建議，如果函數過於複雜，編譯器會不接受你的建議而將函數處理成普通的函數
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對內聯函數進行任何修改，都需要重新編譯函數的所有客戶端，因爲編譯器需要重新更換一次所有的代碼，否則將會繼續使用舊的函數
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inline關鍵字必須和函數體定義放在一起纔可以實現內聯，僅僅將inline放在函數聲明之前不起任何作用。inline是一個用於實現的關鍵字而不是一個用於聲明的關鍵字
注意：這個說法是《高質量程序設計指南C++/C語言》中的說法，在《C++Primer》中提到應在函數的聲明與定義中都加inline
《高質量程序設計指南C++/C語言》：
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。
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在類中定義的成員函數將自動轉化爲內聯函數
注意：必須要在類內完成函數定義纔會轉化成內聯函數，在類內聲明而在類外定義則不會轉化，當然只有函數非常簡單時編譯器纔會處理成內聯函數
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虛函數不允許內聯
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在調試時查看彙編會發現內聯函數還是使用了call指令進行了函數調用而沒有用在調用處展開的方式處理，這是因爲debug版本上inline是不起作用的；inline只有在release版本下才能出現
3. 內聯函數的優缺點分析
優點：
- 它通過避免函數調用所帶來的開銷來提高你程序的運行速度
- 當函數調用發生時，它節省了變量壓棧、出棧的開銷
- 它避免了一個函數執行完返回原現場的開銷
- 通過將函數聲明爲內聯，可以把函數定義放在頭文件內
缺點：
- 因爲代碼的擴展，內聯函數增大了可執行程序的體積
- C++內聯函數的展開是編譯階段，這就意味着如果內聯函數發生了改動，那麼就需要重新編譯代碼
- 當把內聯函數放在頭文件中時，它將會使頭文件的信息變多
- 有時候內聯函數並不受到青睞，比如在嵌入式系統中，嵌入式系統的存儲約束可能不允許體積很大的可執行程序
4.內聯函數和宏的區別
- 內聯函數在運行時可調試，而宏不可以
- 編譯器會對內聯函數的參數類型做安全檢查或自動類型轉換（同普通函數），而宏則不會
- 內聯函數可以訪問類的成員變量，宏則不能
- 在類中定義的成員函數，自動轉化爲內聯函數
- inline在和宏相比沒有付出任何額外代價的的情況下更安全，《Effective C++》中”Prefer consts，enums，and inlines to #defines“以及《高質量程序設計指南C++/C語言》中”用函數內聯取代宏“都建議用inline函數代替帶參宏