C++內聯函數(Inline)(普通函數、宏)

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C++內聯函數(Inline)(普通函數、宏)  
(1)什麼是內聯函數?
內聯函數是指那些定義在類體內的成員函數,即該函數的函數體放在類體內。

(2)爲什麼要引入內聯函數?

首先,爲什麼要使用宏呢?
因爲函數的調用必須要將程序執行的順序轉移到函數所存放在內存中的某個地址,將函數的程序內容執行完後,再返回到轉去執行該函數前的地方。這種轉移操作要求在轉去執行前要保存現場並記憶執行的地址,轉回後要恢復現場,並按原來保存地址繼續執行。因此,函數調用要有一定的時間和空間方面的開銷,於是將影響其效率。
而宏只是在預處理的地方把代碼展開,不需要額外的空間和時間方面的開銷,所以調用一個宏比調用一個函數更有效率。
但是宏也有很多的不盡人意的地方

1、宏不能訪問對象的私有成員。
2、宏的定義很容易產生二意性。
我們舉個例子:
#define square(x) (x*x)
我們用一個數字去調用它,square(5),這樣看上去沒有什麼錯誤,結果返回25,是正確的,但是如果我們用squre (5+5)去調用的話,我們期望的結果是100,而宏的調用結果是(5+5*5+5),結果是35,這顯然不是我們要得到的結果。避免這些錯誤的方法,一是給宏的參數都加上括號。
#define square(x) ((x)*(x))

當然,引入內聯函數的主要目的是:解決程序中函數調用的效率問題

內聯函數是代碼被插入到調用者代碼處的函數。如同 #define 宏,內聯函數通過避免被調用的開銷來提高執行效率,尤其是它能夠通過調用(“過程化集成”)被編譯器優化。
內聯函數和宏很類似,而區別在於,宏是由預處理器對宏進行替代,而內聯函數是通過編譯器控制來實現的。而且內聯函數是真正的函數,只是在需要用到的時候,內聯函數像宏一樣的展開,所以取消了函數的參數壓棧,減少了調用的開銷。你可以象調用函數一樣來調用內聯函數,而不必擔心會產生於處理宏的一些問題。

(3)爲什麼inline能取代宏?
1、 inline 定義的類的內聯函數,函數的代碼被放入符號表中,在使用時直接進行替換,(像宏一樣展開),沒有了調用的開銷,效率也很高。
2、 很明顯,類的內聯函數也是一個真正的函數,編譯器在調用一個內聯函數時,會首先檢查它的參數的類型,保證調用正確。然後進行一系列的相關檢查,就像對待任何一個真正的函數一樣。這樣就消除了它的隱患和侷限性。
3、 inline 可以作爲某個類的成員函數,當然就可以在其中使用所在類的保護成員及私有成員。

(4)內聯函數和宏的區別?
內聯函數和宏的區別在於,宏是由預處理器對宏進行替代,而內聯函數是通過編譯器控制來實現的。而且內聯函數是真正的函數,只是在需要用到的時候,內聯函數像宏一樣的展開,所以取消了函數的參數壓棧,減少了調用的開銷。你可以象調用函數一樣來調用內聯函數,而不必擔心會產生於處理宏的一些問題。內聯函數與帶參數的宏定義進行下比較,它們的代碼效率是一樣,但是內聯歡函數要優於宏定義,因爲內聯函數遵循的類型和作用域規則,它與一般函數更相近,在一些編譯器中,一旦關上內聯擴展,將與一般函數一樣進行調用,比較方便。

(5)什麼時候用內聯函數?
內聯函數在C++類中,應用最廣的,應該是用來定義存取函數。我們定義的類中一般會把數據成員定義成私有的或者保護的,這樣,外界就不能直接讀寫我們類成員的數據了。對於私有或者保護成員的讀寫就必須使用成員接口函數來進行。如果我們把這些讀寫成員函數定義成內聯函數的話,將會獲得比較好的效率。
Class A
{
    Private:
    int nTest;
 Public:
    int readtest() { return nTest;}
    void settest(int I) { nTest=I; }
}

(6)如何使用內聯函數?
我們可以用inline來定義內聯函數。
inline int A (int x) { return 2*x; }
不過,任何在類的說明部分定義的函數都會被自動的認爲是內聯函數

當你定義一個內聯函數時,在函數定義前加上 inline 關鍵字,並且將定義放入頭文件:
     inline void f(int i, char c)
     {
     // ...
     }
     內聯函數必須是和函數體申明在一起,纔有效。像這樣的申明Inline Tablefunction(int I)是沒有效果的,編譯器只是把函數作爲普通的函數申明,我們必須定義函數體。 Inline tablefunction(int I) {return I*I};

(7)內聯函數的優缺點?
我們可以把它作爲一般的函數一樣調用,但是由於內聯函數在需要的時候,會像宏一樣展開,所以執行速度確比一般函數的執行速度要快。當然,內聯函數也有一定的侷限性。就是函數中的執行代碼不能太多了,如果,內聯函數的函數體過大,一般的編譯器會放棄內聯方式,而採用普通的方式調用函數。(換句話說就是,你使用內聯函數,只不過是向編譯器提出一個申請,編譯器可以拒絕你的申請)這樣,內聯函數就和普通函數執行效率一樣了。

(8)如何禁止函數進行內聯?
如果使用VC++,可以使用/Ob命令行參數。當然,也可以在程序中使用 #pragma auto_inline達到相同的目的。

(9)注意事項:
1.在內聯函數內不允許用循環語句和SWITCH語句。
2.內聯函數的定義必須出現在內聯函數第一次被調用之前




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