内联函数的概念
因为函数在调用时有空间和时间的开销,特别是多次重复调用时开销很大。所以C++中就引入内联函数的概念,适用于短小,功能简单,频繁调用的函数,比如swap函数。
内联函数就是将函数调用处,用函数体替换,这样就没有函数压栈的开销,类似于宏替换。
简单看一个例子,add函数:
/*code 1*/
#include<iostream>
using namespace std;
/*inline myadd(int a, int b){
return a + b;
}内联函数的写法*/
int myadd(int a, int b){
return a + b;
}
int main(){
int a = 5;
int b = 4;
int ret = myadd(a, b); //调用自定函数myadd
printf("%d\n", ret);
system("pause");
return 0;
}
上面的代码在反汇编下可以看到myadd函数的调用情况:
给第五行前面加上inline,将myadd设成内联函数,再查看汇编代码如下:
这时没有了函数调用压栈的过程,这就是内联函数。
内联函数的本质
内联函数在编译过程中,会被编译器将调用函数处替换成函数体,这样就增长了程序的代码,代码区要复制多份内联函数体的代码,同时函数定义处的代码会被消除。
所以内联函数是典型的空间换时间的做法。
因为内联函数是程序员内部为了优化程序的操作,用户不需要,也不应该知道这个函数在内部编译时是什么过程,所以建议内联函数只定义,不声明。并且将定义写在头文件中(多文件编程),希望调用内联函数时,引入对应的头文件即可。
内联函数的规范用法:
内联函数的关键字inline,可以只在定义中添加,也可以只在声明处添加,也可以两个都添加。
但声明和定义必须放在同一个文件,所以建议将内联函数的定义放在头文件中,那个文件中需要,就在那个文件中包入这个头文件。
如果分开会有bug:
/*common.h*/
#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();
/*func.h*/
#include"common.h"
//内联函数的定义
void func(){
cout << "inline function" << endl;
}
/*main.cpp*/
#include"common.h"
int main(){
func();
return 0;
}
编译时发生错误:
error LNK2019: 无法解析的外部符号 “void __cdecl func(void)” (?func@@YAXXZ),该符号在函数 _main 中被引用
内联函数在编译阶段就会被替换。
func.cpp文件在编译阶段变成了:
#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();
//内联函数的定义
void func(){
cout << "inline function" << endl;
}
main.cpp在编译阶段变成了:
#include<iostream>
using namespace std;
inline void func();
int main(){
func();
return 0;
}
func.cpp 中有func()函数的定义和声明,而main.cpp中只有函数的声明和调用,没有定义,这时编译阶段,程序是可以运行的,编译器会在链接阶段寻找main.cpp中对应的func()函数的定义,可是此时的内联函数的定义已经被编译器消除了,因为它是内联函数,而且没有地址,所以main.cpp根本找不到这个函数。
在VS2013中,关于查看内联函数的方法:
- 在release模式下。调试反汇编
- 在debug下,默认不优化,所以需要设置
- 属性-》配置属性-》C/C+±》常规-》调试信息格式-》程序数据库(/Zi)
- C/C+±》优化-》内联函数扩展-》只适用于————inline(/Obl)
总结:
内联函数
- 消除函数调用时的开销
- 取代带参数的宏
- 缺点是:编译后程序的体积会非常大,所以只将一些短小精炼、重复使用的函数作为内联函数。