C++中的内联函数分析

1，本节课学习 C++ 中才引入的新的概念，内联函数；

2，常量与宏回顾：

1，C++ 中的 const 常量可以替代宏常数定义，如：

1，const int A = 3; <==> #define A 3

2，C++ 中如果要使用宏常数，则可以用 const 常数代替；

2，C++ 中是否有解决方案替代宏代码片段呢？

1，为了替换宏代码块，内联函数的概念被提出；

3，内联函数用法：

1，C++ 中推荐使用内联函数替代宏代码片段；

1，宏代码块看上去像函数但实际不是函数，因此其使用常带有副作用；

2，消除这样的副作用需要函数，但是函数的调用有入栈返回等开销，这一点宏代码块没有；

3，综合两者有点，避免两者缺点，内联函数被提出来；

2，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;
 }

1，内联函数在表现形式上和普通函数一样，但是它会被编译器进行优化，编译器直接将内联函数的函数体进行扩展，这个扩展由编译器直接将生成的代码进行扩展，扩展到调用这个内联函数的地方，由编译器进行，所以会进行编译器检查等一些列工作；

2，inline 可以将一个函数声明为内联函数，但是这种声明是对编译器的一种请求，请求编译器将这个函数进行内联编译，所以编译器可以拒绝内联请求；

3，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敛请求；

4，内联函数特点：

1，C++ 编译器可以将一个函数进行内联编译；

2，被 C++ 编译器内联编译的函数叫做内联函数；

1，内联函数在 C++ 中的地位是用来替换 C 中的宏代码块；

3，C++ 编译器直接将函数体插入函数调用的地方；

4，内联函数没有普通函数调用时的额外开销（压栈，跳转，返回）；

1，C++ 编译器不一定满足函数的内敛请求；

1，此时内联函数变为普通函数，行为同普通函数；

5，内联函数初探编程实验：

1，main.cpp 文件：

 #include <stdio.h>

 /* 宏代码块 */
 #define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))  

 /* 声明一个内联函数 */
 inline int func(int a, int b)
 {
     return a < b ? a : b;
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int a = ;
     int b = ;
     int c = FUNC(++a, b); // ==> int c = ((++a) < (b) ? (++a) : (b)); 这里 a 加了两次；

     // int c = func(++a, b);

     printf("a = %d\n", a);
     printf("b = %d\n", b);
     printf("c = %d\n", c);

     return ;
 }

　　　　1，宏调用结果：

　　　　  a =  b =  c = c

　　　　2，函数调用结果：

　　　　  a =  b =  c =

　　　　3，VC 工程属性优化 inline 默认：

　　　　4，VC 工程属性优化 inline 内联：

　　　　5，Eclipse 工程 g++ 编译 inline 内联：

2，结论：

　　1，内联函数函数请求有可能被拒绝；

　　2，内联函数是存在的，可以替换宏代码块；

6，内联函数特征：

1，内联函数具有普通函数的特征（参数检查，返回类型等）；

1，类型更加安全；

2，C++ 提供各种方式让大家摒弃 C 中不好的一些特性，内联函数就是其中之一；

2，函数的内联请求可能被编译器拒绝；

1，可以通过配置的方式让编译器支持内联函数的请求；

3，函数被内联编译后，函数体直接扩展到调用的地方；

1，如果内联成功，其效率上可以和宏代码块媲美，且其在类型上比宏代码块安全很多，因此在 C++ 编程中，首选内联函数；

2，宏代码片段由预处理器处理，进行简单的文本替换，没有任何编译过程，因此可能出现副作用；

7，现代 C++ 编译器对内联函数的行为：

1，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；

1，内联函数可能被拒绝是因为 C++ 诞生年代相对于现在比较早，当时编译 技术未有达到现在先进的技术，因此对于一些复杂的内联函数，C++ 编译器没有能力将函数体直接扩展到调用的地方，所以 inline 关键字在当时设计成了对编译器的请求；

2，一些现代 C++ 编译器提供了扩展语法，能够对函数进行强制内联，如：

1，g++:__attribute__((always_inline)) 属性；

1，不是标准 C++ 属性；

2，MAVC:__forceinline；

8，内联函数深度示例编程实验：

1，main.cpp 文件：

 #include <stdio.h>

 __forceinline
 // __attribute__((always_inline))
 // inline
 int add_inline(int n);

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int r = add_inline();  // 关注此行；

     printf(" r = %d\n", r);

     return ;
 }

 inline int add_inline(int n)
 {
     int ret = ;

     for(int i=; i<n; i++)
     {
         ret += i;
     }

     return ret;
 }

1，inline 时：

1，VC 默认的，不内联，设置后，就内联；

2，g++ 默认的，不内联，设置后，就内联；

3，__forceinline，内联：

1，对于 VC++ 编译器，forceinline 和 inline 功能几乎是一模一样，只不过后者是标准 C++ 支持的，可移植性更好；

4，__attribute__((always_inline))：

1，对于 g++ 编译器，内联；

9，注意事项：

1，C++ 中 inline 内联编译的限制：

1，不能存在任何形式的循环语句；

1，这个限制现在也没有了；

2，不能存在过多的条件判断语句；

3，函数体不能过于庞大；

4，不能对函数进行取址操作；

5，函数内联声明必须在调用语句之前；

2，总的来说就是函数体不能过于复杂，这个复杂没有界定，对于现在 C++ 编译器，只要函数不是太夸张，几乎都可以满足请求；

10，小结：

1，C++ 中可以通过 inline 声明内联函数；

2，编译器直接将内联函数体扩展到函数调用的地方；

3，inline 只是一种请求，编译器不一定允许这种请求；

4，内联函数省去了函数调用栈时压栈，跳转和返回的开销；