C 中inline用法案例詳解

2022-09-24 17:12:13 字數 3104 閱讀 6552

在c/c++中,為了解決一些頻繁呼叫的小函式大量消耗棧空間(棧記憶體)的問題,特別的引入了inline修飾符,表示為內聯函式,棧空間就是指放置程式的區域性資料(也就是函式內資料)的記憶體空間。在系統下,棧空間是有限的,假如頻繁大量的使用就會造成因棧空間不足而導致程式出錯的問題,如,函式的死迴圈遞迴呼叫的最終結果就是導致棧記憶體空間枯竭。

下面我們來看乙個例子:

#include

#include

// 函式定義為inline即:內聯函式

inline char* inline_test(int num)

int main()

return 0;

}上面的例子就是標準的內聯函式的用法,使用inline修飾帶來的好處我們表面看不出來,其實www.cppcns.com,在內部的工作就是在每個for迴圈的內部任何呼叫dbtest(i)的地方都換成了(i%2>0)?」奇」:」偶」,這樣就避免了頻繁呼叫函式對棧記憶體重複開闢所帶來的消耗。

是否內聯 可以在編碼、編譯、連線、甚至是應用程式的安裝進行的。

非執行期,反彙編看看有沒有相關的函式呼叫call沒有就是inline了。

inline的使用是有所限制的,inline只適合涵數體內**簡單的涵數使用,

(1) 不能包含複雜的結構控制語句例如while、switch,並且不能內聯函式本身不能是直接遞迴函式(即,自己內部還呼叫自己的函式)。

(2) 而所有(除了最平凡,幾乎什麼也沒做)的虛函式,都追阻止inlining的進行。

這應該不會引起太多的驚訝,因為virtual意味著」等待,直到執行時期再確定應該呼叫哪乙個函式「,

而inline卻意味著」在編譯階段,將呼叫動作以被呼叫函式的主體取代之「。

如果編譯器做決定時,尚不知道該呼叫哪乙個函式,你就很難責成他們做出乙個inline函式。

inline函式僅僅是乙個對編譯器的建議,所以最後能否真正內聯,看編譯器的意思,

它如果認為函式不複雜,能在呼叫點展開,就會真正內聯,並不是說宣告了內聯就會內聯,宣告內聯只是乙個建議而已。

幸運的是大多數編譯器提供了乙個診斷級別:如果它們無法將你要求的函式 inline 化, 會給你乙個警告資訊。

(1) inline函式的定義放在標頭檔案中

inline 在大多數 c++ 程式中是編譯行為。其次,因為內聯函式要在呼叫點展開,所以編譯器必須隨處可見內聯函式的定義,要不然就成了非內聯函式的呼叫了。所以,這要求每個呼叫了內聯函式的檔案都出現了該內聯函式的定義。因此,將內聯函式的定義放在標頭檔案裡實現是合適的,省卻你為每個檔案實現一次的麻煩。

(2) 宣告跟定義要一致

如果在每個檔案裡都實現一次該內聯函式的話,那麼,最好保證每個定義都是一樣的,否則,將會引起未定義的行為。如果不是每個檔案裡的定義都一樣,那麼,編譯器展開的是哪乙個,那要看具體的編譯器而定。所以,最好將內聯函式定義放在標頭檔案中。

(3) 建構函式和析構函式往往是 inlining 的糟糕候選人

因為建構函式和析構函式編譯器往往做了各式各樣的保證。當你建立物件, 每乙個基類和成員都會自動構造, 當你釋放物件, 每個基類和成員都要自動釋放。

類 inline 函式有兩種方法:

(1) 隱喻式:定義在類中的成員函式預設都是內聯的,如果在類定義時就在類內給出函式定義,那當然最好。

(2) 明確宣告:如果在類中未給出成員函式定義,而又想內聯該函式的話,那在類外要加上inline,否則就認為不是內聯的。

例如,class a

// 自動地成為內聯函式

}將成員函式的定義體放在類宣告之中雖然能帶來書寫上的方便,但不是一種良好的程式設計風格,上例應該改成:

// 標頭檔案

class a

// 定義檔案

inline void a::foo(int x, int y){}

關鍵字inli程式設計客棧ne 必須與函式定義體放在一起才能使函式成為內聯,僅將inline 放在函式宣告前面不起任何作用。

如下風格的函式foo 不能成為內聯函式:

inline void foo(int x, iteicjnnt y); // inline 僅與函式宣告放在一起

void foo(int x, int y){}

而如下風格的函式foo 則成為內聯函式:

void foo(int x, int y);

inline void foo(int x, int y) {} // inline 與函式定義體放在一起

所以說,inline 是一種「用於實現的關鍵字」,而不是一種「用於宣告的關鍵字」。一般地,使用者可以閱讀函式的宣告,但是看不到函式的定義。儘管在大多數教科書中內聯函式的宣告、定義體前面都加了inline 關鍵字,但我認為inline不應該出現在函式的宣告中。這個細節雖然不會影響函式的功能,但是體現了高質量c++/c 程式設計風格的乙個基本原則:宣告與定義不可混為一談,使用者沒有必要、也不應該知道函式是否需要內聯。

內聯能提高函式的執行效率,為什麼不把所有的函式都定義成內聯函式?如果所有的函式都是內聯函式,還用得著「內聯」這個關鍵字嗎?

內聯是以**膨脹(複製)為代價,僅僅省去了函式呼叫的開銷,從而提高函式的執行效率。 如果執行函式體內**的時間,相比於函式呼叫的開銷較大,那麼效率的收穫會很少。另一方面,每一處內聯函式的呼叫都要複製**,將使程式的總**量增大,消耗更多的記憶體空間。

以下情況不宜使用內聯: 

(1) 如果函式體內的**比較長,使用內聯將導致記憶體消耗代價較高。

(2) 如果函式體內出現迴圈,那麼執行函式體內**的時間要比函式呼叫的開銷大。

(3)  類的建構函式和析構函式容易讓人誤解成使用內聯更有效。要當心建構函式和析構函式可能會隱藏一些行為,如「偷偷地」執行了基類或成員物件的建構函式和析構函式。所以不要隨便地將建構函式和析構函式的定義體放teicjn在類宣告中。

乙個好的編譯器將會根據函式的定義體,自動地取消不值得的內聯(這進一步說明了 inline 不應該出現在函式的宣告中)。

內聯函式並不是乙個增強效能的靈丹妙藥。只有當函式非常短小的時候它才能得到我們想要的效果;但是,如果函式並不是很短而且在很多地方都被呼叫的話,那麼將會使得可執行體的體積增大。 最令人煩惱的還是當編譯器拒絕內聯的時候。在老的實現中,結果很不盡人意,雖然在新的實現中有很大的改善,但是仍然還是不那麼完善的。一些編譯器能夠足夠的聰明來指出哪些函式可以內聯哪些不能,但是大多數編譯器就不那麼聰明了,因此這就需要我們的經驗來判斷。如果內聯函式不能增強效能,就避免使用它!

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