【C++内联函数】-Toy模板网

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前言

假设有这样的一个场景，有一个代码量不足三行的函数被调用了一万次，现在让你做优化，你会怎么考虑优化？
我们都知道函数调用是有时间和空间开销的。程序在执行一个函数之前需要做一些准备工作，要将实参、局部变量、返回地址以及若干寄存器都压入栈中，然后才能执行函数体中的代码；函数体中的代码执行完毕后还要清理现场，将之前压入栈中的数据都出栈，才能接着执行函数调用位置以后的代码。
如果函数体代码比较多，需要较长的执行时间，那么函数调用机制占用的时间可以忽略；如果函数只有一两条语句，那么大部分的时间都会花费在函数调用机制上，这种时间开销就就不容忽视。
所以为了解决上面的场景C语言使用了宏函数来进行对一些特定的场景使用。但是宏函数在使用过程中特别容易出错。比如：将这个Add函数写成宏函数。
【C++内联函数】

写个简单Add的宏函数需要加这么多括号，考虑这么多反例，更要命的是宏是不支持调试的。为了解决这个"坑"，祖师爷就在C++中引入了内联函数。

内联函数的概念

直观的来讲，在函数的返回值前加上关键字inline的函数就是内联函数。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。
函数调用的汇编：
【C++内联函数】
在默认的debug模式下，inline不起作用，否则不方便调试。所以，为了更好的看到展开后的汇编需要重新设置一下。步骤如下：

函数展开的汇编：

内联函数的特性

inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。
inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。下图为《C++prime》第五版关于inline的建议：

编译器：我的规矩就是规矩（哈哈，开个玩笑）。
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。比如：

简单说明就是func()函数由于声明时是内联函数，所以在编译阶段没有进入符号表。在链接阶段时编译器只找到func()的声明，展开不了func函数。于是去符号表里找函数的地址，但是没找到所以就发生了链接错误。
类里面的成员函数也是内联函数。