【内联函数】-Toy模板网

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内联函数

内联函数也称内嵌函数，它主要是解决程序的运行效率。
函数调用需要建立栈内存环境，进行参数传递，并产生程序执行转移，这些工作都需要一些时间开销。有些函数使用频率高，但代码却很短。

为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数。

一、指定内联函数的方法很简单，只需要在函数定义处增加 inline 关键字

请看下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

//内联函数，交换两个数的值
inline void swap(int *a, int *b){
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

int main(){
    int m, n;
    cin>>m>>n;
    cout<<m<<", "<<n<<endl;
    swap(&m, &n);
    cout<<m<<", "<<n<<endl;

    return 0;
}

注意，要在函数定义处添加 inline 关键字，在函数声明处添加 inline 关键字虽然没有错，但这种做法是无效的，编译器会忽略函数声明处的 inline 关键字。

一般是将非常短小的函数声明为内联函数

内联函数中不能含有复杂的结构控制语句，如switch和while。如果内联函数有这些语句，则编译将该函数视同普通函数那样产生函数调用代码。
另外，递归函数（自己调用自己的函数）是不能被用来做内联函数
的。
内联函数只适合于只有1~5行的小函数。对一个含有许多语句的大
函数，函数调用和返回的开销占比相对来说微不足道，所以也没有必要用内联函数实现

当函数比较复杂时，函数调用的时空开销可以忽略，大部分的 CPU 时间都会花费在执行函数体代码上，所以我们一般是将非常短小的函数声明为内联函数。

由于内联函数比较短小，我们通常的做法是省略函数原型，将整个函数定义（包括函数头和函数体）放在本应该提供函数原型的地方。

内联函数不应该有声明，应该将函数定义放在本应该出现函数声明的地方，这是一种良好的编程风格。

下面的例子是一个反面教材，这样的写法是不被推荐的：

#include <iostream>
using namespace std;

//声明内联函数
void swap1(int *a, int *b);  //也可以添加inline，但编译器会忽略

int main(){
    int m, n;
    cin>>m>>n;
    cout<<m<<", "<<n<<endl;
    swap1(&m, &n);
    cout<<m<<", "<<n<<endl;

    return 0;
}

//定义内联函数
inline void swap1(int *a, int *b){
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

使用内联函数的缺点也是非常明显的，编译后的程序会存在多份相同的函数拷贝，如果被声明为内联函数的函数体非常大，那么编译后的程序体积也将会变得很大，所以再次强调，一般只将那些短小的、频繁调用的函数声明为内联函数。

内联函数与宏定义

1、宏

宏的优点：宏函数在预处理阶段展开了，减少了函数调用的开销（传参，参数压栈以及栈帧花销）…
宏的缺点：宏函数可能会存在一定的副作用；在预处理阶段进行替换，不会参与编译，少了类型检测；宏函数不能调试…
在C++中，宏常量可以用const修饰的常量来代替，宏函数可以用内联函数来代替

宏函数的麻烦：
【内联函数】,c++

用内联函数替代

例题

【内联函数】,c++

1. 宏做的是简单的字符串替换(注意是字符串的替换,不是其他类型参数的替换),而函数的参数的传递,参数是有数据类型的,可以是各种各样的类型.
1. 宏的参数替换是不经计算而直接处理的,而函数调用是将实参的值传递给形参,既然说是值,自然是计算得来的.
1. 宏在编译之前进行,即先用宏体替换宏名,然后再编译的,而函数显然是编译之后,在执行时,才调用的.因此,宏占用的是编译的时间,而函数占用的是执行时的时间.
1. 宏的参数是不占内存空间的,因为只是做字符串的替换,而函数调用时的参数传递则是具体变量之间的信息传递,形参作为函数的局部变量,显然是占用内存的.
1. 函数的调用是需要付出一定的时空开销的,因为系统在调用函数时,要保留现场,然后转入被调用函数去执行,调用完,再返回主调函数,此时再恢复现场,这些操作,显然在宏中是没有的.