C/C++内联函数(inline)

C/C++提供了内联函数这个机制。

内联函数是向编译器建议：编译这个函数的时候直接把函数展开，而不是进行函数调用。但是这只是一个建议，编译器可能并不接受这个建议，仍然把它当做普通函数进行编译。

合理使用内联函数的优点是：减少函数调用的操作，也就是免去了保存堆栈现场、参数进栈、跳转、清理堆栈、恢复堆栈现场等一系列的操作，从而提高了程序的效率。使用宏函数也可以达到类似的效果，然而宏函数有一个致命的缺点，就是在编译时不能提类型检查，这就为BUG买下了隐患。而内联函数在编译时一定会进行类型检查，这也是内联函数的有点之一。对于短小精悍的函数，可以把它们用内联函数实现。

内联函数的缺点就是会造成代码膨胀。内联函数的不当使用会导致程序膨胀的非常明显，弊大于利。比如把一个较为复杂、函数体较大、在多处调用的函数用内联函数实现。这是一个很不明智的做法。因为执行复杂的函数，函数调用的代价真的是微乎其微。

下面分别用普通函数和内联函数实现了两个数相加的函数，然后从汇编中看一下普通函数与汇编函数的差别：

int add_not_inline(int a, int b)
{
return a + b;
}

inline int add_inline(int a, int b)
{
return a + b;
}

int main()
{
int a, b;
//a, b的初始化操作省略
int c, d;
c = add_not_inline(a, b);
d = add_inline(a, b);

return 0;
}

使用VS2010对上面的代码在Release模式（关闭了部分优化选项）下编译，然后反汇编得到汇编代码：

main函数的部分汇编代码：



add_not_inline的汇编代码：



从上面的汇编代码可以看出：普通函数一共执行了13条执行，发生了跳转，可能会导致CPU流水线受到影响（这是我猜的），而内联函数只执行了3条指令，没有跳转。

内联函数的具体用法就是：在函数的最开始加上关键字inline就行了。

使用内联函数需要注意的一点是：使用内联函数的声明和实现可以分开，即分别写在.h和.cpp文件中，但是实现的代码必须在使用到这个函的文件内。否则在链接的时候，由于缺少内联函数实现的代码而无法把它展开，造成链接错误，提示“无法解析的命令”。比如：函数func1()使用了内联函数func2()，那么func2()的实现代码要和func1()的代码放在一个文件内。个人认为最好的方法就是不要声明，直接把内联函数在头文件中实现，这样就不会有问题了。

题外话：在release模式下，过于简单的函数，比如上面的例子，编译器在优化的时候好像会自动就把它内联展开到调用的地方。所以为了显示出inline的真实面目，需要关闭一些优化选项。现在的编译器的优化能力是很强大的。