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第6课 内联函数分析

程序员文章站 2024-02-25 10:40:23
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本文内容取自于对狄泰学院 唐佐林老师 C++深度解析 课程的学习总结

常量与宏回顾

  • C++中的const常量可以替代宏常数定义,如:

第6课 内联函数分析

宏代码在预处理时直接拷贝,虽然节省了栈的开销,但不会做语法检查,为了解决这一问题,C++中引入了内联函数




内联函数

  • C++中推荐使用内联函数替代宏代码片段

  • C++中使用inline关键字声明内联函数

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

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。

  • 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做内联函数
  • C++编译器直接将函数体插入函数调用的地方
  • 内联函数没有普通函数调用时的额外开销(压栈,跳转,返回)

C++编译器不一定满足函数的内联请求!



编程实验

内联函数初探
#include <stdio.h>

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

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 3;
    int c = FUNC(++a, b);
    
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
    printf("c = %d\n", c);
    
    return 0;
}

运行结果:
第6课 内联函数分析
我们将代码中的main中的宏FUNC改为内联函数func

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

运行结果
第6课 内联函数分析

很显然,调用内联函数func输出的结果是正确的,而调用宏FUNC输出的结果不对。
原因在于在调用宏FUNC时,调用处的代码直接替换成了FUNC宏的内容,即
int c = ((++a) < (b) ? (++a):(b))。 没有语法检查,宏内容直接替换,而内联函数能够
避免这一问题。

  • 内联函数具有普通函数的特征(参数检查,返回类型等)
  • 函数的内联请求可能被编译器拒绝
  • 函数被内联编译后,函数体直接扩展到调用的地方
    第6课 内联函数分析
    上面的实验也很好的说明了这个副作用

我们到VS2019中查看上述代码调用内联函数的汇编代码
第6课 内联函数分析
发现依然调用了func这个函数,说明func内联失败。验证了前面所说的,C++编译器不一定满足函数的内联请求!

将vs配置为内联函数强制内联
第6课 内联函数分析
再次查看汇编代码
第6课 内联函数分析
汇编中没有再调用func函数,说明func函数内联成功。

  • 现代C++编译器能够进行编译优化,一些函数即使没有inline声明,也可能被内联编译
  • 一些现代C++编译器提供了扩展语法,能够对函数进行强制内联,如:
    g++ : attribute((always_inline)) 属性
    MSVC: __forceinline



注意事项

C++中inline内联编译的限制:
  • 不能存在任何形式的循环语句
  • 不能存在过多的条件判断语句
  • 函数体不能过于宠大
  • 不能对函数进行取址操作
  • 函数内联声明必须在调用语句之前



小结

  • C++中可以通过inline声明内联函数
  • 编译器直接将内联函数扩展到函数调用 的地方
  • inline只是一种请求,编译器不一定允许这种请求
  • 内联函数省去了函数调用 时压栈,跳转和返回的开销

相关标签: C++