C++内联函数简述——inline

引入

C语言中有一种特殊的方法叫宏，C语言在预处理阶段时就会进行宏替换操作。这里写一个实现加法的宏：

//宏函数
#define ADD1(x,y) x + y
#define ADD2(x,y) (x + y)
#define ADD3(x,y) (x) + (y)
#define ADD4(x,y) ((x) + (y))

· 可以观察到上面写了五个实现加法的宏函数，表面上好像每一个宏函数都可以实现加法，但是真正准确的只有最后一个，因为除了最后一个宏函数其他的都有运算符优先级的问题，比如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <iostream>
using namespace std;

//宏函数
#define ADD1(x,y) x + y
#define ADD2(x,y) (x + y)
#define ADD3(x,y) (x) + (y)
#define ADD4(x,y) ((x) + (y))
int main() 
{
	cout << ADD1(1, 2) * 5 << endl;//期望的结果为15

	int resualt = ADD1(1 | 2, 1 & 2) * 5;
	cout << resualt << endl;//期望的结果为15
	return 0;
}

正是因为宏只是进行宏替换操作，所以宏函数会有运算符优先级的问题，很容易出错，因此C++在C语言的基础上新增了内联函数------inline

C++内联函数------inline

内联函数是C++提高程序运行速度的一项改进，也是C语言中宏函数的一种更好的替代。普通函数和内联函数之间主要的区别不在于编写方式，而是在于编译器任何将它们组合

内联函数：

//内联函数
inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main() 
{
	cout << Add(1, 2) * 5 << endl;//期望的结果为15

	int resualt = Add(1 | 2, 1 & 2) * 5;
	cout << resualt << endl;//期望的结果为15
	return 0;
}

内联函数------inline

⽤inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调⽤的地⽅展开内联函数，这样调⽤内联函数就不需要建⽴栈帧了，就可以提⾼效率

inline对于编译器⽽⾔只是⼀个建议。就是说编译器可能认为函数过大或者函数自己调用自己（内联函数不能递归），就不把函数视作内联函数了，就视为普通函数

C语⾔实现宏函数会在预处理时替换展开，但是宏函数很容易出错，C++设计了inline⽬的就是替代C的宏函数

inline不建议声明和定义分离到两个⽂件，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址，链接时会出现报错
普通函数执行流程简单概述：

执行到函数调用指令时，程序将存储该指令的内存地址，将函数参数压入堆栈中，跳到函数的起始内存单元，执行函数，执行完毕后在跳回至地址被保存的指令处

这样来回的跳跃记录跳跃位置，需要一定的时间开销
内联函数：

编译器会使用相应的函数代码替换函数调用，这样程序就无需来回的跳跃了。因此内联函数的运行速度会比普通函数运行快，但是代价就是需要跟多的内存来执行

简图：

简单看一下内存是如何执行的吧

普通函数：

内联函数：

当一个内联函数过大时（一般超过十行），就不把函数视作内联函数了，就视为普通函数

//内联函数
// 当一个内联函数过大时，就不把函数视作内联函数了，就视为普通函数
inline int Add(int x, int y)
{
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	x++;
	return x + y;
}

int main()
{
	int num = Add(1, 2);
	cout << num << endl;
	return 0;
}

对比：

//内联函数
// 当一个内联函数过大时，就不把函数视作内联函数了，就视为普通函数
inline int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}
int main()
{
	int num = Add(1, 2);
	cout << num << endl;
	return 0;
}

内联与宏

inline 是C++新增的特性。C语言使用 #define 进行宏定义------内联函数的原始实现

内联函数与宏一样运行的速度比普通函数运行快

宏不能按值传递，它只会进行替换，内联函数可以按值传递，因此C++更推荐使用内联函数替换宏