第6课 内联函数分析

1.  常量与宏回顾

（1）C++中的const常量可以替代宏常数定义，如：

　　const int A = 3; ←→ #define A  3

（2）C++中是否有解决方案，可以用来替代宏代码片段呢？

2. 内联函数

2.1 内联函数的定义

（1）C++编译器可以将一个函数进行内联编译，被C++编译器内联编译的函数叫内联函数。

（2）C++中使用inline关键字声明内联函数。如

inline int func(int a, int b)
{
    return a < b ? a : b;
}

（3）内联函数声明时inline关键字必须和函数定义结合在一起，否则编译器会直接忽略内联请求。(注释：经测试在vs2013下，inline放在声明或定义前均可以）

2.2 内联函数的特点

（1）C++编译器直接将内联函数的函数体插入到函数调用的地方

（2）内联函数没有普通函数调用时的额外开销（压栈、跳转、返回）

（3）C++中推荐使用内联函数替代宏代码片段。

（4）C++编译器也不一定满足函数的内联请求。

【编程实验】内联函数初探

左图：内联函数没嵌入到调用地方（仍为函数调用）                            右图：函数体被嵌入到调用的地方

#include <stdio.h>

#define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))

//MSVC下：要让inline、__forceinline生效必须得做如下的设置：
//①在“项目”→“配置属性”→“C / C++” →“优化”→“内联函数扩展”中选择“只适用于__inline(/ Ob1)”
//②在“配置属性”→“C / C++” →“所有选项”→“调试信息格式”中选择“程序数据库（ / Zi）”

inline int func(int a, int b) //VS2013下,inline可放在声明前或也可放在定义前。或两者前都加
{
    return a < b ? a : b;
}

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 3;

    /*
    int c = FUNC(++a, b);//相当于(++a)<(b)?:(++a):(b);

    printf("a = %d\n", a); //3
    printf("b = %d\n", b); //3
    printf("c = %d\n", c); //3

    */

    int c = func(++a, b);

    printf("a = %d\n", a);     //2
    printf("b = %d\n", b); //3
    printf("c = %d\n", c);     //2

    return 0;
}

2.3 内联函数与宏的不同

【编程实验】内联函数深度示例

#include <stdio.h>

//MSVC2013下：在函数声明或定义前加inline或__forceinline都可以
//同时，这两个的表现行为几乎一模一样。只不过__forceinline是MS
//下的，而inline是标准C++的，可移植性更高。

//__forceinline
//__attribute__((always_inline))
//inline
int add_inline(int n); 

int main()
{
    int r = add_inline(10);

    printf("r = %d\n", r);

    return 0;
}

__forceinline int add_inline(int n)
{
    int ret = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        ret += i;
    }

    return ret;
}

2.4 现代C++编译器对内联函数的优化

（1）现代C++编译器能够进行编译优化，一些函数即没有inline声明，也可能被内联编译。

（2）一些现代的C++编译器提供了扩展语法，可用下列列关键字替代inline来对函数进行强制内联，如：

　　①g++：__atrribute__((always_inline)) ②MSVC：__forceinline

（3）MSVC下：要让inline、__forceinline生效必须得做如下的设置：

　　①在“项目”→“配置属性”→“C/C++” →“优化”→“内联函数扩展”中选择“只适用于__inline(/Ob1)”

　　②在“配置属性”→“C/C++” →“所有选项”→“调试信息格式”中选择“程序数据库（/Zi）”

3. C++中inline内联编译的限制

（1）含有递归调用的函数不能设置为inline

（2）使用了复杂流程控制语句：循环语句和switch语句，无法设置为inline（说明：如上述实例，在VS2013下，循环语句是可以被内联的）

（3）函数体不能过于庞大

（4）不能对函数进行取址操作

（5）函数内联声明必须在调用语句之前.

4. 小结

（1）C++中可以通过inline声明内联函数

（2）编译器直接将内联函数体扩展到函数调用的地方

（3）inline只是一种请求，编译器不一定允许这种请求

（4）内联函数省去了函数调用时压栈、跳转和返回的开销