快捷導(dǎo)航

詳解C++中的inline用法

更新時(shí)間：2017年09月30日 14:46:32 作者：昕動(dòng)樂(lè)活

在c/c++中，為了解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)大量消耗?？臻g（棧內(nèi)存）的問(wèn)題，特別的引入了inline修飾符，表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。 ?？臻g就是指放置程序的局部數(shù)據(jù)（也就是函數(shù)內(nèi)數(shù)據(jù)）的內(nèi)存空間

1. 引入inline關(guān)鍵字的原因

在c/c++中，為了解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)大量消耗?？臻g（棧內(nèi)存）的問(wèn)題，特別的引入了inline修飾符，表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

?？臻g就是指放置程序的局部數(shù)據(jù)（也就是函數(shù)內(nèi)數(shù)據(jù)）的內(nèi)存空間。

在系統(tǒng)下，?？臻g是有限的，假如頻繁大量的使用就會(huì)造成因棧空間不足而導(dǎo)致程序出錯(cuò)的問(wèn)題，如，函數(shù)的死循環(huán)遞歸調(diào)用的最終結(jié)果就是導(dǎo)致棧內(nèi)存空間枯竭。

下面我們來(lái)看一個(gè)例子：

#include <stdio.h>
//函數(shù)定義為inline即:內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline char* dbtest(int a) {
  return (i % 2 > 0) ? "奇" : "偶";
} 
int main()
{
  int i = 0;
  for (i=1; i < 100; i++) {
    printf("i:%d  奇偶性:%s /n", i, dbtest(i));  
  }
}

上面的例子就是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的用法，使用inline修飾帶來(lái)的好處我們表面看不出來(lái)，其實(shí)，在內(nèi)部的工作就是在每個(gè)for循環(huán)的內(nèi)部任何調(diào)用dbtest(i)的地方都換成了(i%2>0)?”奇”:”偶”，這樣就避免了頻繁調(diào)用函數(shù)對(duì)棧內(nèi)存重復(fù)開(kāi)辟所帶來(lái)的消耗。

2. inline使用限制

inline的使用是有所限制的，inline只適合涵數(shù)體內(nèi)代碼簡(jiǎn)單的涵數(shù)使用，不能包含復(fù)雜的結(jié)構(gòu)控制語(yǔ)句例如while、switch，并且不能內(nèi)聯(lián)函數(shù)本身不能是直接遞歸函數(shù)（即，自己內(nèi)部還調(diào)用自己的函數(shù)）。

3. inline僅是一個(gè)對(duì)編譯器的建議

inline函數(shù)僅僅是一個(gè)對(duì)編譯器的建議，所以最后能否真正內(nèi)聯(lián)，看編譯器的意思，它如果認(rèn)為函數(shù)不復(fù)雜，能在調(diào)用點(diǎn)展開(kāi)，就會(huì)真正內(nèi)聯(lián)，并不是說(shuō)聲明了內(nèi)聯(lián)就會(huì)內(nèi)聯(lián)，聲明內(nèi)聯(lián)只是一個(gè)建議而已。

4. 建議：inline函數(shù)的定義放在頭文件中

其次，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)要在調(diào)用點(diǎn)展開(kāi)，所以編譯器必須隨處可見(jiàn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義，要不然就成了非內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用了。所以，這要求每個(gè)調(diào)用了內(nèi)聯(lián)函數(shù)的文件都出現(xiàn)了該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義。

因此，將內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義放在頭文件里實(shí)現(xiàn)是合適的，省卻你為每個(gè)文件實(shí)現(xiàn)一次的麻煩。

聲明跟定義要一致：如果在每個(gè)文件里都實(shí)現(xiàn)一次該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的話，那么，最好保證每個(gè)定義都是一樣的，否則，將會(huì)引起未定義的行為。如果不是每個(gè)文件里的定義都一樣，那么，編譯器展開(kāi)的是哪一個(gè)，那要看具體的編譯器而定。所以，最好將內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義放在頭文件中。

5. 類中的成員函數(shù)與inline

定義在類中的成員函數(shù)缺省都是內(nèi)聯(lián)的，如果在類定義時(shí)就在類內(nèi)給出函數(shù)定義，那當(dāng)然最好。如果在類中未給出成員函數(shù)定義，而又想內(nèi)聯(lián)該函數(shù)的話，那在類外要加上inline，否則就認(rèn)為不是內(nèi)聯(lián)的。

例如，

class A
{
  public:void Foo(int x, int y) { } // 自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
}

將成員函數(shù)的定義體放在類聲明之中雖然能帶來(lái)書(shū)寫(xiě)上的方便，但不是一種良好的編程風(fēng)格，上例應(yīng)該改成：

// 頭文件
class A
{
  public:
  void Foo(int x, int y);
}
// 定義文件
inline void A::Foo(int x, int y){}

6. inline 是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”

關(guān)鍵字inline 必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)，僅將inline 放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。

如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 不能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

inline void Foo(int x, int y); // inline 僅與函數(shù)聲明放在一起
void Foo(int x, int y){}

而如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 則成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) {} // inline 與函數(shù)定義體放在一起

所以說(shuō)，inline 是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”，而不是一種“用于聲明的關(guān)鍵字”。一般地，用戶可以閱讀函數(shù)的聲明，但是看不到函數(shù)的定義。盡管在大多數(shù)教科書(shū)中內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明、定義體前面都加了inline 關(guān)鍵字，但我認(rèn)為inline不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中。這個(gè)細(xì)節(jié)雖然不會(huì)影響函數(shù)的功能，但是體現(xiàn)了高質(zhì)量C++/C 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格的一個(gè)基本原則：聲明與定義不可混為一談，用戶沒(méi)有必要、也不應(yīng)該知道函數(shù)是否需要內(nèi)聯(lián)。

7. 慎用inline

內(nèi)聯(lián)能提高函數(shù)的執(zhí)行效率，為什么不把所有的函數(shù)都定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)？如果所有的函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，還用得著“內(nèi)聯(lián)”這個(gè)關(guān)鍵字嗎？

內(nèi)聯(lián)是以代碼膨脹（復(fù)制）為代價(jià)，僅僅省去了函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷，從而提高函數(shù)的執(zhí)行效率。

如果執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間，相比于函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷較大，那么效率的收獲會(huì)很少。另一方面，每一處內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用都要復(fù)制代碼，將使程序的總代碼量增大，消耗更多的內(nèi)存空間。

以下情況不宜使用內(nèi)聯(lián)：

（1）如果函數(shù)體內(nèi)的代碼比較長(zhǎng)，使用內(nèi)聯(lián)將導(dǎo)致內(nèi)存消耗代價(jià)較高。

（2）如果函數(shù)體內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)，那么執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間要比函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷大。類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)容易讓人誤解成使用內(nèi)聯(lián)更有效。要當(dāng)心構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可能會(huì)隱藏一些行為，如“偷偷地”執(zhí)行了基類或成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。所以不要隨便地將構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義體放在類聲明中。一個(gè)好的編譯器將會(huì)根據(jù)函數(shù)的定義體，自動(dòng)地取消不值得的內(nèi)聯(lián)（這進(jìn)一步說(shuō)明了 inline 不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中）。

8.總結(jié)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)并不是一個(gè)增強(qiáng)性能的靈丹妙藥。只有當(dāng)函數(shù)非常短小的時(shí)候它才能得到我們想要的效果；但是，如果函數(shù)并不是很短而且在很多地方都被調(diào)用的話，那么將會(huì)使得可執(zhí)行體的體積增大。

最令人煩惱的還是當(dāng)編譯器拒絕內(nèi)聯(lián)的時(shí)候。在老的實(shí)現(xiàn)中，結(jié)果很不盡人意，雖然在新的實(shí)現(xiàn)中有很大的改善，但是仍然還是不那么完善的。一些編譯器能夠足夠的聰明來(lái)指出哪些函數(shù)可以內(nèi)聯(lián)哪些不能，但是大多數(shù)編譯器就不那么聰明了，因此這就需要我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能增強(qiáng)性能，就避免使用它！

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的C++中的inline用法，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

您可能感興趣的文章: