内联函数
1.概念
以inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销内联函数提升程序运行的效率。
在C语言中,我们为了减少栈帧的开销,我们可以通过宏函数,没有栈帧消耗,在预处理的阶段就被替换了,就没有栈帧的消耗了
(比如频繁调用小函数的时候)
而在C++中,我们是通过inline内联函数解决这个问题的。为什么C++会将C语言的宏函数替换掉❓
那必然是C语言的宏函数存在着缺点:
- 不能进行调试,宏会直接被替换
- 函数参数不安全,没有类型安全检查
- 不可否认,宏太容易写错了
基于C语言的宏函数的缺点,C++有了内联函数:
这是最基本的内联函数。关于有没有展开的问题,我们可以来看一看汇编(Debug版本下):
我们在这里可以看到内联函数通过寄存器建立了栈帧。不是说内联函数会展开吗,不建立函数的栈帧,这里为什么会建立❓
这是因为在Debug版本下内联函数是不会展开的(因为在Debug版本下我们可以进行调试)
查看方式:
- 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add
- . 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不会对代码进行优化,以下给出vs2019的设置方式) :
点击属性:
此时我们在来看一看汇编:
我们可以看到Add()函数直接被展开了,就没有函数栈帧压栈的开销了。
2.特性
- inline是一种以空间换时间的做法,省去调用函数额开销。所以代码很长或者有循环/递归的函数不适宜使用作为内联函数。
- inline对于编译器而言只是一个建议,编译器会自动优化,如果定义为inline的函数体内有循环/递归等等,编译器优化时会忽略掉内联。
- inline不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误。因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。
对于第一点的空间是:编译出来的可执行程序
我们来看看第二个点,也就是说:有给inline就一点会展开吗❓
我们随便给两个内联函数,看看有什么区别:
inlineintAdd(intx, inty)
{
returnx+y;
}
inlineintfunc(intx, inty)
{
intret=x+y;
ret=x+y;
ret=x/y;
ret+=x+y;
ret=x+y;
ret=x+y;
ret=x+y;
ret*=x+y;
ret=x+y;
ret=x+y;
ret=x-y;
ret=x+y;
returnret;
}
intmain()
{
intret=Add(1, 3);
cout<<ret<<endl;
ret=func(10, 20);
cout<<ret<<endl;
return0;
}
下面我们来看一看两个内联函数的汇编代码
我们可以看到Add()函数展开了
func()函数没有展开。
这里有一个问题❓为什么函数长了以后不展开——代码膨胀
编译好的指令影响的是可执行程序(安装包)的大小
对于第三点:inline不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误。因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。我们可以来看一看:
运行之后:
报了一个链接错误。在链接的时候,会通过符号表(里面会有地址),而加上了内联,因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。
所以对于内联函数来说,声明和定义不需要分离。直接去.h文件进行定义就行了。