【内联函数】

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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++
【内联函数】,c++
用内联函数替代
【内联函数】,c++

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.

内联函数与宏的区别:

1.内联函数在运行时可调试,而宏定义不可以;

2.编译器会对内联函数的参数类型做安全检查或自动类型转换(同普通函数),而宏定义则不会;
3.内联函数可以访问类的成员变量,宏定义则不能;
4.在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数。

作者:粉蒸肉
链接:https://www.nowcoder.com/exam/test/72102087/submission
来源:牛客网文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-647717.html

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