【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

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【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

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前言

本章是补充C语言语法的不足,以及C++是如何对C语言设计不合理的地方进行优化的。

一、问题引入

我们每次去调用函数的时候,都会有消耗(建立栈帧等等)。假设我现在要调用100次Add函数,那么就要建立100个栈帧

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

在C语言中,为了防止如此大的消耗,我们通常用宏函数来解决问题。宏函数的优势是在预处理阶段就会替换,不需要建立栈帧,提高调用效率。

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

这里就得提提宏函数书写的经典错误了 (面试常考!!!)

  1. 宏代码本身不是函数,它是一种替换,因此不需要类型
  2. 末尾不需要分号
  3. 括号问题
    ①有的人可能会这么写#define Add(x, y) x+y,那么如果有人给出这么一串代码Add(1, 1) * 2就会出现问题。原因是:宏替换后就会变成—>1 + 1 * 2,而我们期望的是先算1 + 1,然而宏替换后,根据运算符的优先级,它会先算1 * 2
    ②还有的人可能会这么写#define Add(x, y) (x+y),那么如果有人给出这么一串代码Add(a|b, a&b) 就会出现问题。原因是:宏替换后就会变成–>(a|b + a&b),所以说,它还是因为优先级的问题,我们期望是先计算出a|ba&b,然而,根据运算符的优先级,它会先算b+a
    往期回归:点击跳转

宏既然有优点,那一定就会有缺点(复杂、不易调试、代码可读性差),那就是特别容易书写写错误。因此,C++祖师爷于是自创了一个新语法 — 内联函数

二、内联函数的概念

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(类似#define没有函数调用建立栈帧的开销,能提升程序运行的效率。

所以,在【问题引入】中,用内联函数表示方法如下:

只需要在函数定义前加上inline

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

通过以上代码,我们可以看出内联函数的优点是(解决了宏的缺点):

  1. 不需要建立栈帧
  2. 不复杂、不容易出错、可读性好、容易调试

三、内联函数的特性

有的人说,既然内联函数这么好,那可不可以将所有的函数都内联函数来表示?答案是当然不行,会导致代码膨胀(下面第一点会解释)!内联函数值适用于短小其频繁调用的函数

  1. inline是一种以空间换时间的做法。假如有一个Func函数在编译后有50行指令,假设要调用1wFunc函数,如果不使用内联函数,就会有1w+50行指令;但如果使用内联函数,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,就会1w*50行指令,这会导致最后可执行程序(安装包)变大,谁会希望一个程序的安装包大呢?这就是代码膨胀,因此不能让所有的函数变成内联函数

  2. 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,最终是否会称为inline,编译器自己决定

我们可以测试以上Add函数是否是内联,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。

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

以下是反汇编:

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

通过上图发现:并没有call Add,说明函数体替换了函数调用。

那如果在内联函数内部多加几行代码,就可能不是内联函数了。例如:

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

  1. inline不建议声明和定义分离

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

看似没错,其实程序最后会报错

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

这是因为: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

所以内联函数的定义和声明一定要在一起

【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?

四、面试题

宏的优缺点?
优点:

  1. 增强代码的复用性。
  2. 提高性能。

缺点:

  1. 不方便调试宏。(因为预编译阶段进行了替换)
  2. 导致代码可读性差,可维护性差,容易误用。
  3. 没有类型安全的检查 。

C++有哪些技术替代宏?文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-436604.html

  1. 常量定义换用constenum
  2. 短小函数定义换用内联函数

到了这里,关于【C++入门】你知道C++为什么会有内联函数吗?的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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