inline内联函数
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inline内联函数
内联函数：
（1） 内联函数定义和作⽤：
将⼀个函数声明为inline，那么函数就成为内联函数。内联函数通常就是它在程序中每个调⽤点上“内联地”展开。从定义上看，内联函数跟⼀
般函数不⼀样，⼀般函数调⽤的时候是需要调⽤开销的（⽐如出栈⼊栈等操作），内联函数从定义上看更像是宏，但是跟宏不⼀样。
内联函数的作⽤主要就是使⽤在⼀些短⼩⽽使⽤⾮常频繁的函数中，为了减少函数调⽤的开销，为了避免使⽤宏（在c++中，宏是不建议使
⽤的）。⽐如内联函数inline int func(int x){return x*x;} 在调⽤的时候cout<
cout<<(x*x)<
（2） 内联函数相对于宏的区别和优点：
从上⾯的分析中，可以看出，内联函数在表现形式上与宏很类似。但是内联函数和宏之间的区别很明显。宏是在预处理时进⾏的机械替换，
内联是在编译时进⾏的。内联函数是真正的函数，只是在调⽤时，没有调⽤开销，像宏⼀样进⾏展开。内联函数会进⾏参数匹配检查，相对
于带参数的宏有很好的优点，避免了处理宏的⼀些问题。
（3） 如何使⽤内联函数和禁⽌内联：
要让⼀个函数称为内联函数，有两种⽅法：⼀种是把函数加上inline关键字；⼀种是在类的说明部分定义的函数，默认就是内联的。
要禁⽌编译器进⾏内联，可以使⽤#pragma auto_inline编译指令或者改变编译参数。
（4） 内联函数注意事项：
（1） 内联函数⼀定会内联展开吗？答案是否定的。对于内联函数，程序只是提供了⼀个“内联建议”，即建议编译器把函数⽤内联展开，
但是真正是否内联，是由编译器决定的，对于函数体过⼤的函数，编译器⼀般不会内联，即使制定为内联函数。
（2） 在内联函数内部，不允许⽤循环语句和开关语句（if或switch）。内联函数内部有循环和开关，也不会出错，但是编译器会把它当
做⾮内联函数的。
（3） 关键字inline必须与函数定义体放在⼀起才能使函数真正内联，仅把inline放在函数声明的前⾯不起任何作⽤。因为inline是⼀种⽤
于实现的关键字，不是⼀种⽤于声明的关键字。
内联函数的声明是不需要加inline关键字的，内联函数的定义是必须加inline的（除了类的定义部分的默认内联函数，定义在类声明之中的成
员函数将⾃动地成为内联函数），尽管很多书声明定义都加了，要注意理解声明和定义的区别。
（4） 在⼀个⽂件中定义的内联函数不能在另⼀个⽂件中使⽤。如需共享，通常把它们放在头⽂件中。
（5） 内联函数的定义必须在第⼀次调⽤之前。注意，这⾥是定义之前，不仅仅是声明之前。对于普通函数，可以在调⽤之前声明，调
⽤代码之后具体定义（实现函数），但是内联函数要实现内联，必须先定义再调⽤，否则编译器会把在定义之前调⽤的内联函数当做普通函
数进⾏调⽤。
（6） 说明：上⾯这些inline的注意事项，在编程时要⾃⼰注意，因为上⾯的注意事项不遵守很多并不会引起编译错误，只是会导致写了inline的函数不是内联函数，从⽽与预期的⽬的不⼀样。所以很多没法⽤程序实例说明到底编译器是按照inline还是⾮inline调⽤的，或许分
析汇编代码能看出，但是⽔平有限，就不多分析了。
（5） ⼀些关于内联的参考⽂章：
我们知道，函数可以在多处声明，但只能在⼀个地⽅定义，不然就会出现重定义。⼤部分函数默认是外部链接，⽽inline函数默认为内部链
接。也就是说inline函数只能在本⽂件中使⽤，对其他⽂件是不可见的。
⼀般我们使⽤某个类的时候，都是在⽂件中加上该类的头⽂件，以便我们可以使⽤该类的接⼝。⽽我们类的成员函数的实现都是放在相应
的.cpp⽂件中的，⽽在.h⽂件中声明。这样我们便可以通过.h⽂件中的成员函数的声明找到其定义，继⽽使⽤成员函数了。
但如果将inline函数放在.cpp⽂件中，那么其只对.cpp⽂件有效，这样我们就⽆法访问它了。所以我们将其放在类的声明的头⽂件中，这样通
过包含该头⽂件来使⽤它。
（⼀）inline函数（摘⾃C++ Primer的第三版）在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min（）指定为内联。
inline int min(int first, int secend) {/****/}; inline 函数对编译器⽽⾔必须是可见的，以便它能够在调⽤点内展开该函数。与⾮inline函数不同的是，inline函数必须在调⽤该函数的每
个⽂本⽂件中定 义。当然，对于同⼀程序的不同⽂件，如果inline函数出现的话，其定义必须相同。
对于由两个⽂件compute.C和draw.C构成的程序来说，程 序员不能定义这样的min()函数，它在compute.C中指⼀件事情，⽽在draw.C中指
另外⼀件事情。如果两个定义不相同，程序将会有未定义的⾏ 为：
为保证不会发⽣这样的事情，建议把inline函数的定义放到头⽂件中。在每个调⽤该inline函数的⽂件中包含该头⽂件。
这种⽅法保证对每个inline函数只有⼀个定义，且程序员⽆需复制代码，并且不可能在程序的⽣命期中引起⽆意的不匹配的事情。
（⼆）内联函数的编程风格(摘⾃⾼质量C++/C 编程指南)
关键字inline 必须与函数定义体放在⼀起才能使函数成为内联，仅将inline 放在函数声明前⾯不起任何作⽤。
如下风格的函数Foo 不能成为内联函数：
inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在⼀起
void Foo(int x, int y){}
⽽如下风格的函数Foo 则成为内联函数：
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在⼀起{}
所 以说，inline 是⼀种“⽤于实现的关键字”，⽽不是⼀种“⽤于声明的关键字”。⼀般地，⽤户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。
尽管在⼤多数教科书中内联函数的 声明、定义体前⾯都加了inline 关键字，但我认为inline 不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会
影响函数的功能，但是体现了⾼质量C++/C 程序设计风格的⼀个基本原则：声明与定义不可混为⼀谈，⽤户没有必要、也不应该知道函数是
否需要内联。定义在类声明之中的成员函数将⾃动地成为内联函数
例如
class A
{
public:void Foo(int x, int y) { } // ⾃动地成为内联函数
}
将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的⽅便，但不是⼀种良好的编程风格，上例应该改成：
// 头⽂件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y);
}
// 定义⽂件
inline void A::Foo(int x, int y){}
慎⽤内联
内 联能提⾼函数的执⾏效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？如果所有的函数都是内联函数，还⽤得着“内联”这个关键字吗？内
联是以代码膨胀（复制） 为代价，仅仅省去了函数调⽤的开销，从⽽提⾼函数的执⾏效率。
如果执⾏函数体内代码的时间，相⽐于函数调⽤的开销较⼤，那么效率的收获会很少。另⼀⽅⾯， 每⼀处内联函数的调⽤都要复制代码，将
使程序的总代码量增⼤，消耗更多的内存空间。
以下情况不宜使⽤内联：
（1）如果函数体内的代码⽐较长，使⽤内联将导致内存消耗代价较⾼。
（2） 如果函数体内出现循环，那么执⾏函数体内代码的时间要⽐函数调⽤的开销⼤。类的构造函数和析构函数容易让⼈误解成使⽤内联更
有效。要当⼼构造函数和析构函 数可能会隐藏⼀些⾏为，如“偷偷地”执⾏了基类或成员对象的构造函数和析构函数。所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。⼀个好的编译 器将会根据函数的定义体，⾃动地取消不值得的内联（这进⼀
步说明了 inline 不应该出现在函数的声明中）。
注意点:
内联函数既能够去除函数调⽤所带来的效率负担⼜能够保留⼀般函数的优点。然⽽，内联函数并不是万能药，在⼀些情况下，它甚⾄能够降
低程序的性能。因此在使⽤的时候应该慎重。 1．我们先来看看内联函数给我们带来的好处：从⼀个⽤户的⾓度来看，内联函数看起来和普通函数⼀样， 它可以有参数和返回值，也可
以有⾃⼰的作⽤域，然⽽它却不会引⼊⼀般函数调⽤所带来的负担。另外， 它可以⽐宏更安全更容易调试。 当然有⼀点应该意识到，inline specifier仅仅是对编译器的建议，编译器有权利忽略这个建议。那么编译器是如何决定函数内联与否呢？
⼀般情况下关键性因素包括函数体的⼤⼩，是否有局部对象被声明，函数的复杂性等等。 2．那么如果⼀个函数被声明为inline但是却没有被内联将会发⽣什么呢？理论上，当编译器拒绝内联⼀个 函数的时候，那个函数会像普
通函数⼀样被对待，但是还会出现⼀些其他的问题。例如下⾯这段代码：
// filename Time.h
#include
#include
using namespace std;
class Time
{
public:
inline void Show()
{
for (int i = 0; i<10; i++)
cout<
}
};
因为成员函数Time::Show()包括⼀个局部变量和⼀个for循环，所以编译器⼀般拒绝inline，并且把它当作⼀个普通的成员函数。
但是这个包含类声明的头⽂件会被单独的#include进各个独⽴的编译单元中： // filename f1.cpp
#include "Time.h"
void f1()
{
Time t1;
t1.Show();
}
// filename f2.cpp
#include "Time.h"
void f2()
{
Time t2;
t2.Show();
}
结果编译器为这个程序⽣成了两个相同成员函数的拷贝：
void f1();
void f2();
int main()
{
f1();
f2();
return 0;
}
当程序被链接的时候，linker将会⾯对两个相同的Time::Show()拷贝，于是函数重定义的连接错误发⽣。但是⽼⼀些的C++实现对付这种
情况 的办法是通过把⼀个un-inlined函数当作static来处理。因此每⼀份函数拷贝仅仅在⾃⼰的编译单元中可见，这样链接错误就解决了，但
是在程序 中却会留下多份函数拷贝。在这种情况下，程序的性能不但没有提升，反⽽增加了编译和链接时间以及最终可执⾏体的⼤⼩。但是
幸运的是，新的C++标准中关于 un-inlined函数的说法已经改变。⼀个符合标准C++实现应该只⽣成⼀份函数拷贝。然⽽，要想所有的编译
器都⽀持这⼀点可能还需要很长时间。
另外关于内联函数还有两个更令⼈头疼的问题。第⼀个问题是该如何进⾏维护。⼀个函数开始的时候可能以内联的形式出现，但是随着系
统的扩展，函数体可能要求 添加额外的功能，结果内联函数就变得不太可能，因此需要把inline specifier去除以及把函数体放到⼀个单独的
源⽂件中。另⼀个问题是当内联函数被应⽤在代码库的时候产⽣。当内联函数改变的时候，⽤户必须重新编译 他们的代码以反映这种改变。
