第16章 C预处理器和C库 16.7 内联函数

通常函数调用需要一定的时间开销。这意味着执行调用时花费了时间用于建立调用、传递参数、跳转到函数代码段并返回。使用类函数宏的一个原因就是减少执行时间。C99还提供了另一种方法：内联函数(inline function)。

C99这样叙述：把函数变成内联函数将建议编译器尽可能快速地调用该函数。上述建议的效果由实现来定义。因此，使函数变为内联函数可能会简化函数的调用机制，但也可能不起作用。

创建内联函数的方法是在函数声明中使用函数说明符inline。通常，首次使用内联函数前在文件中对该函数进行定义。因此该定义也作为函数原型。也就是说代码应像下面这样：

#include <stdio.h>
inline void eatline()  //内联函数的定义/原型
{
while(getchar()!='\n')
continue;
}
int main()
{
...
eatline();  //函数调用
...
}

编译器看到内联声明后会用eatline()函数体代替函数调用，其效果如果您在此处键入了函数体的代码。

因为内联函数没有预留给它的单独的代码块，所以无法获得内联函数的地址。（实际上可以获得地址，但这样会使编译器产生非内联函数）。另外，内联函数不会在调试器中显示。

内联函数应该比较短小。对于很长的函数，调用函数的时间少于执行函数主体的时间；此时，使用内联函数不会节省多少时间。

编译器在优化内联函数时，必须知道函数定义的内容。这意味着内联函数的定义和对该函数的调用必须在同一文件中。正因为这样，内联函数通常具有内部链接；因此，在多文件程序中，每个调用内联函数的文件都要对该函数进行定义。达到这个目标的最简单方法：在头文件中定义内联函数，并在使用该函数的文件中包含该头文件。一般不在头文件中放置可执行的代码，但内联函数是个例外。因为内联函数具有内部链接，所在在多个文件中定义同一内联函数不会产生什么问题。

C提供了几种方法用于在多文件程序中使用内联函数。通常，C只允许对函数进行惟一的一次定义，但是对内联函数却放松了这个原则。因此，最简单的方法是在使用内联函数的文件中都定义该函数。要达到这一目标的最简单方式为：在头文件中定义内联函数，并在使用该函数的源代码文件中包含该头文件。

与C++不同的是，C允许混合使用内联函数定义和外部函数定义（具有外部链接的函数定义）。例如，考虑下面的设置:

//file1a.c
...
inline double square(double);
double square(double x){return x*x;}
int main()
{
double q = square(1.3);
...
//file2a.c
...
extern double square (double);
double square (double x){int y; y=x*x; return y;}
void spam(double v)
{
double kv = square(v);
...
//file3a.c
...
extern double square(double);
void masp(double w)
{
double kw = square(w);
...

这里file1a.c使用file1a.c中定义的内联函数square( )。但是，file2a.c和file3a.c则使用file2a.c中的外部函数定义。

C甚至还允许在包含内联函数定义的文件中放置外部函数声明：

//file1b.c  --小心！
...
extern double square(double);  //把square()声明为外部函数
inline double square(double);  //把square()声明为内联函数
double square(double x){ return x*x;}

int main(void)
{
double q = square(1.3)+square(1.5);    //哪一个square()?
...
//file2b.c
...
extern double square(double);
double square(double x){int y; y=x*x; return y;}
...

此时，在file1b.c对square()的调用中，编译器可随意使用该函数的内部定义或外部定义。甚至再次调用所使用的定义可以不致。C标准警告程序员，不要编写依赖于所选函数版本的代码。前面提到，任何带有内联函数定义的文件使用获取该函数地址的代码后（例如，传递函数外作为实际参数），编译器都会产生外部函数定义。