C/C++关键字之inline

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2017年3月15日11:00:09C/C++关键字之inline已关闭评论39

特征

  1. 相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处
  2. 相当于不用执行进入函数的步骤,直接执行函数体
  3. 相当于宏,却比宏多了类型检查,真正具有函数特性
  4. 编译器一般不内联包含循环、递归、switch等复杂操作的内联函数
  5. 在类声明中定义的函数,除了虚函数的其他函数都会自动隐式地当成内联函数

使用

// 声明1(加 inline,建议使用)
inline int functionName(int first, int second,...);

// 声明2(不加 inline)
int functionName(int first, int second,...);

// 定义
inline int functionName(int first, int second,...) {/****/};

// 类内定义,隐式内联
class A {
    int doA() { return 0; }         // 隐式内联
}

// 类外定义,需要显式内联
class A {
    int doA();
}
inline int A::doA() { return 0; }   // 需要显式内联

编译器对inline函数的处理步骤

  1. 将inline函数体复制到inline函数调用之处
  2. 为所用inline函数中的局部变量分配内存空间
  3. 将inline函数的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中
  4. 如果inline函数有多个返回点,将其转变为inline函数代码块末尾的分支(使用GOTO)

优缺点

优点

  1. 内联函数同宏函数一样在被调用处进行代码展开,省去了参数压栈、栈帧开辟与回收,结果返回等,从而提高程序运行速度
  2. 内联函数相比于宏函数来说,在代码展开时,会做安全检查或自动类型转化(同普通函数),而宏定义则不会。
  3. 在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数,因此内联函数可以访问类的成员变量,宏定义则不能
  4. 内联函数在运行时可调试,而宏定义不可以。

缺点

  1. 代码膨胀。内联是以代码膨胀(复制)为代价,消除函数调用带来的开销。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。
  2. inline函数无法随着函数库升级而升级。inline函数的改变需要重新编译,不像non-inline可以直接链接
  3. 是否内联,程序员不可控,内联函数只是对编译器的建议,是否对函数内联,取决权在于编译器。

虚函数(virtual)可以是内联函数吗

[31.6] Are "inline virtual" member functions ever actually "inlined"?

  1. 虚函数可以是内联函数,内联是可以修饰虚函数的,但是当虚函数表现多态性的时候不能内联
  2. 内联是在编译器建议编译器内联,而虚函数的多态性在运行期,编译器无法知道运行期调用哪个代码,因此虚函数表现为多态性时(运行期)不可以内联。
  3. inline virtual唯一可以内联的时候是:编译器知道所调用的对象是哪个类(如Base::who()),这只是在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才发生。

虚函数内联使用

#include <iostream>  
using namespace std;
class Base
{
public:
    inline virtual void who()
    {
        cout << "I am Base\n";
    }
    virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
    inline void who()  // 不写inline时隐式内联
    {
        cout << "I am Derived\n";
    }
};

int main()
{
    // 此处的虚函数 who(),是通过类(Base)的具体对象(b)来调用的,编译期间就能确定了,所以它可以是内联的,但最终是否内联取决于编译器。 
    Base b;
    b.who();

    // 此处的虚函数是通过指针调用的,呈现多态性,需要在运行时期间才能确定,所以不能为内联。  
    Base *ptr = new Derived();
    ptr->who();

    // 因为Base有虚析构函数(virtual ~Base() {}),所以 delete 时,会先调用派生类(Derived)析构函数,再调用基类(Base)析构函数,防止内存泄漏。
    delete ptr;
    ptr = nullptr;

    system("pause");
    return 0;
}

 

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  • 本文由 发表于 2017年3月15日11:00:09
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