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C++学习之旅内联函数

2016-04-14 10:11 381 查看

C++内联函数


内联函数是C++为提高程序运行速度所做的一项改进，常规函数与内联函数之间的主要区别不在于编写方式，而在于C++编译器如何将它们组合到程序当中。要了解内联函数与常规函数之间的区别。必须深入到程序内部。

编译的最终产品是可执行程序----由一组机器语言指令组成。运行程序时，操作系统将这些指令载入到计算机内存中，因此每条指令都有特定过的内存地址。计算机随后将逐步的执行这些指令。有时（如果有循环或者分支语句时），将跳过一些指令，向前或向后跳到指定的地址。常规函数调用也使程序跳到另一个地址（函数地址），并在函数结束时返回。

下面更详细的介绍这一过程的典型实现。执行到函数调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈（为此保存的内存块），跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码（也许还需要将返回值放入寄存器中），然后跳回到地址被保存的指令处（这与我们看书的时候，看着看着想看一下目录，然后看完目录再跳回刚才我们看的地方继续看有点类似）。来回跳跃并记录跳跃位置意味着会带来一定的开销。

C++内联函数提供了另一种选择。内联函数的编译代码与其他程序代码“内联”起来了，也就是说，编译器将使用相应的函数代码替换函数调用。对于内联代码，程序无需跳到另一个地方处执行代码，然后再跳回来。因此，内联函数的运行速度比常规函数稍快。但代价是需要占用更多的内存（这也是以空间换时间的一个方面）。如果程序在10个不同的地方调用同一个内联函数，则该程序将包含该函数的10个代码拷贝。

我们应该有选择的使用内联函数。如果执行函数代码的时间比处理函数调用机理的时间长，则所节省的时间将只占整个过程的很小一部分，如果代码执行时间很短，则内联调用就可以节省非内联调用使用的大部分时间，另一方面，由于这个过程相当快，因此尽管节省了该过程的大部分时间，但节省的时间绝对值并不大，除非该函数经常被调用。






要使用这项特性，必须采取以下措施之一

：在函数声明前加上关键字inline

：在函数定义前加上关键字inline

通常的做法是省略原型，将整个定义（即函数头和所有函数代码）放在本应提供原型的地方。

程序员请求将函数作为内联函数时，编译器并不一定会满足这种要求。它可能认为该函数过大或注意到函数调用了自己（内联函数不能递归），因此不能将其作为内联函数；而有些编译器没有启用或实现这种特性。

程序示例如下：通过内联函数square（）（计算参数平方）演示了内联技术

#include <iostream>

inline double square (double x)

{

return x*x;

}

int main()

{

using namespace std;

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;

cout << ",c squard = " << squard(c++) << endl;

cout << "Now c = " << c << endl;

return 0;

}

/* 程序输出结果 */

a = 25,b = 144;

c = 13,c squard = 139

Now c = 14

输出表明，内联函数和常规函数一样，也是按照值来传递参数的，如果参数为表达式，如4.5+7.5,则函数将传递表达式的值（这里是12），这使得C++的内联函数远远超过C语言的宏定义。因为宏定义只做傻瓜式的替换。
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