【原】8.1 C++内联函数

有别于C语言，C++新特性包括内联函数、按引用传递变量、默认的参数值、函数重载(多态)以及模板函数

1. 内联函数是C++为提高程序运行速度而改进的。

2. 常规函数和内联函数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中。

• 程序代码先编译后运行。

  ① 编译过程的最终产品是可执行程序，它是由一组机器语言指令组成的。

  ② 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，每条指令都有特定的内存地址。计算机随后将逐步执行这些命令。当遇到循环或分支语句时，将跳过一些指令，向前或向后跳到特定地址。常规函数调用也使程序跳到调用函数的地址，并在函数结束时返回。

• 常规函数的运行过程：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，跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码，然后跳回到地址被保存的指令处。来回跳跃并记录跳跃位置意味着使用常规函数时，需要一定的开销。

• 内联函数：无需跳转，速度较快。

  ① 内联函数使用内联代码替换函数调用。对于内联代码，程序无需跳到另一位置处执行代码，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内存。

  ② 应有选择性地使用内联函数。若执行函数所需时间长于处理函数调用，则使用内联函数节省的时间很少；若执行函数所需时间很短，则使用内联函数会节省大部分时间。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。

图8.1 内联函数与常规函数

3. 使用内联函数

• 遵循下述规则之一：

  ① 在函数声明前加上关键字inline；② 在函数定义前加上关键字inline。

• 通常的做法是省略原型，将整个定义放在本应提供原型的地方。

• 使用内联函数时应避免函数过大。当函数过大时，编译器可能不会将函数视为内联函数。

• 内联函数不能递归。

4. 通过内联函数 square() 来计算参数的平方。

#include <iostream>

using namespace std;

inline double square(double x) {return x * x;}

int main(void)
{
        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 << ", c square = " << square(c++) << endl;
        cout << "Now, c = " << c << endl;

        return 0;
}

编译输出：

a = 25, b = 144
c = 13, c square = 169
Now, c = 14

• 内联函数和常规函数一样，也是按值传递参数。如果参数为表达式，则函数将传递表达式的值。

5. C语言使用预处理器语句#define来提供宏。

• 宏不能按值传递。

• 如果使用了C语言的宏功能，应考虑将它们转换为C++内联函数。