C/C++中inline用法详解

（一）inline函数（摘自C++ Primer的第三版）

在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min（）指定为内联。

inline int min(int first, int secend) {/****/};

inline函数对编译器而言必须是可见的，以便它能够在调用点内展开该函数。与非inline函数不同的是，inline函数必须在调用该函数的每个文本文件中定义。当然，对于同一程序的不同文件，如果inline函数出现的话，其定义必须相同。对于由两个文件compute.C和draw.C构成的程序来说，程序员不能定义这样的min()函数，它在compute.C中指一件事情，而在draw.C中指另外一件事情。如果两个定义不相同，程序将会有未定义的行为.

为保证不会发生这样的事情，建议把inline函数的定义放到头文件中。在每个调用该inline函数的文件中包含该头文件。这种方法保证对每个inline函数只有一个定义，且程序员无需复制代码，并且不可能在程序的生命期中引起无意的不匹配的事情。

（二）内联函数的编程风格(摘自高质量C++/C 编程指南)

关键字inline 必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline 放在函数声明前面不起任何作用。

如下风格的函数Foo 不能成为内联函数：
inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起
void Foo(int x, int y)
{
}
而如下风格的函数Foo 则成为内联函数：
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在一起
{
}
所以说，inline 是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。一般地，用户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline 关键字，但我认为inline 不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能，但是体现了高质量C++/C 程序设计风格的一个基本原则：声明与定义不可混为一谈，用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。

定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数，例如
class A
{
public:
void Foo(int x, int y) {  } // 自动地成为内联函数
}
将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便，但不是一种良好的编程
风格，上例应该改成：
// 头文件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y)；
}
// 定义文件
inline void A::Foo(int x, int y)
{
}

慎用内联
内联能提高函数的执行效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？
如果所有的函数都是内联函数，还用得着“内联”这个关键字吗？
内联是以代码膨胀（复制）为代价，仅仅省去了函数调用的开销，从而提高函数的
执行效率。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收
获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，
消耗更多的内存空间。以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。
类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构
函数可能会隐藏一些行为，如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。
所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。
一个好的编译器将会根据函数的定义体，自动地取消不值得的内联（这进一步说明
了inline 不应该出现在函数的声明中）。

C++ 语言支持函数内联，其目的是为了提高函数的执行效率（速度）。
在C程序中，可以用宏代码提高执行效率。宏代码本身不是函数，但使用起来象函数。
预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用，省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、
返回参数、执行return等过程，从而提高了速度。

使用宏代码最大的缺点是容易出错，预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应。

对于C++ 而言，使用宏代码还有另一种缺点：无法操作类的私有数据成员。

让我们看看C++ 的"函数内联"是如何工作的。
对于任何内联函数，编译器在符号表里放入函数的声明（包括名字、参数类型、返回值类型）。
如果编译器没有发现内联函数存在错误，那么该函数的代码也被放入符号表里。
在调用一个内联函数时，编译器首先检查调用是否正确
（进行类型安全检查，或者进行自动类型转换，当然对所有的函数都一样）。
如果正确，内联函数的代码就会直接替换函数调用，于是省去了函数调用的开销。

这个过程与预处理有显著的不同，因为预处理器不能进行类型安全检查，或者进行自动类型转换。
假如内联函数是成员函数，对象的地址（this）会被放在合适的地方，这也是预处理器办不到的。

C++ 语言的函数内联机制既具备宏代码的效率，又增加了安全性，而且可以自由操作类的数据成员。
所以在C++ 程序中，应该用内联函数取代所有宏代码，"断言assert"恐怕是唯一的例外。
assert是仅在Debug版本起作用的宏，它用于检查"不应该"发生的情况。
为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别，assert不应该产生任何副作用。
如果assert是函数，由于函数调用会引起内存、代码的变动，那么将导致Debug版本与Release版本存在差异。
所以assert不是函数，而是宏。