C/C++关键字之inline

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;
}