C++之内联函数

C++语言新增关键字 inline，用于将一个函数声明为内联函数。在程序编译时，编译器会将内联函数调用处用函数体替换，这一点类似于C语言中的宏扩展。

采用内联函数可以有效避免函数调用的开销，程序执行效率更高。使用内联函数的缺点就是，如果被声明为内联函数的函数体非常大，则编译器编译后程序的可执行码将会变得很大。另外，如果函数体内出现循环或者其它复杂的控制结构的时候，这个时候处理这些复杂控制结构所花费的时间远大于函数调用所花的时间，因此如果将这类函数声明为内联函数，意义不大，反而会使得编译后可执行代码边长。

通常在程序设计过程中，我们会将一些频繁被调用的短小函数声明为内联函数。

为了使得inline声明内联函数有效，我们必须将inline关键字与函数体放在一起才行，否则inline关键字是不能成功将函数声明内联函数的。如例1所示，inline关键字则无丝毫作用，而例2中则成功将swap函数声明为了一个内联函数。

[例1] inline 关键字放在函数声明处不会起作用：
inline void swap(int &a, int &b);
void swap(int &a, int &b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
[例2] inline 关键字应该与函数体放在一起：
void swap(int &a, int &b);
inline void swap(int &a, int &b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

使用inline的一些注意事项

a.从inline的原理，我们可以看出，inline的原理，是用空间换取时间的做法，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。所以，如果函数体代码过长或者函数体重有循环语句，if语句或switch语句或递归时，不宜用内联

b.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。内联函数调用前必须声明。《高质量C/C++编程》里一个例子。

1. inline void Foo(int x, int y); // inline 仅与函数声明放在一起
2. void Foo(int x, int y)
3. {
4. ...
5. }

以上代码不能成为内联函数，而以下则可以

1. void Foo(int x, int y);
2. inline void Foo(int x, int y) // inline 与函数定义体放在一起
3. {
4. ...
5. }

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”。对于以上例子，林锐还建议，只在定义前加上inline，而不是在声明和定义前都加，因为这能体现高质量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。

c.inline对于编译器来说只是一个建议，编译器可以选择忽略该建议。换句话说，哪怕真的写成了inline，也没有任何错误的情况下，编译器会自动进行优化。所以当inline中出现了递归，循环，或过多代码时，编译器自动无视inline声明，同样作为普通函数调用。

内联函数的例子

#include<iostream>
using namespace std;

inline double square(double x);
int main()
{

    double a,b;
    double c = 13.0;
    a = square(5.0);
    b = square(4.5+7.5);
    cout<<"a="<<a<<",b="<<b<<endl;
    cout<<"c="<<c<<endl;
    cout<<"c squared="<<square(c++)<<endl;
    cout<<"now c="<<c<<endl;
    return ;
}
inline double square(double x)
{
    return x*x;
}

C++类中强制转化成内联函数

class student
{
    char name[];  //姓名
    int id_num;     //学号
    int age;        //年龄
    char sex;       //性别
    inline void set_age(int a);
    inline int get_age();
};
//在类外部定义set_age函数
void student::set_age(int a)
{
    age = a;
}
//在类外部定义get_age函数
int student::get_age()
{
    return age;
}

student类中声明函数set_age和get_age时都使用了inline关键字，这就使得这两个函数也成为了内联函数，尽管它们是在类外进行定义函数体的。