引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)的目的是為了解決程序中函數(shù)調(diào)用的效率問題。

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函數(shù)是一種更高級的抽象。它的引入使得編程者只關(guān)心函數(shù)的功能和使用方法,而不必關(guān)心函數(shù)功能的具體實(shí)現(xiàn);函數(shù)的引入可以減少程序的目標(biāo)代碼,實(shí)現(xiàn)程序代碼和數(shù)據(jù)的共享。但是,函數(shù)調(diào)用也會帶來降低效率的問題,因?yàn)檎{(diào)用函數(shù)實(shí)際上將程序執(zhí)行順序轉(zhuǎn)移到函數(shù)所存放在內(nèi)存中某個地址,將函數(shù)的程序內(nèi)容執(zhí)行完后,再返回到轉(zhuǎn)去執(zhí)行該函數(shù)前的地方。這種轉(zhuǎn)移操作要求在轉(zhuǎn)去前要保護(hù)現(xiàn)場并記憶執(zhí)行的地址,轉(zhuǎn)回后先要恢復(fù)現(xiàn)場,并按原來保存地址繼續(xù)執(zhí)行。因此,函數(shù)調(diào)用要有一定的時間和空間方面的開銷,于是將影響其效率。特別是對于一些函數(shù)體代碼不是很大,但又頻繁地被調(diào)用的函數(shù)來講,解決其效率問題更為重要。引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)實(shí)際上就是為了解決這一問題。
在程序編譯時,編譯器將程序中出現(xiàn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體來進(jìn)行替換。顯然,這種做法不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)去轉(zhuǎn)回的問題,但是由于在編譯時將函數(shù)休中的代碼被替代到程序中,因此會增加目標(biāo)程序代碼量,進(jìn)而增加空間開銷,而在時間代銷上不象函數(shù)調(diào)用時那么大,可見它是以目標(biāo)代碼的增加為代價來換取時間的節(jié)省。
inline的函數(shù)是復(fù)制到調(diào)用位置,而不是跳轉(zhuǎn)調(diào)用,這樣的好處是避免函數(shù)調(diào)用本身出棧入棧消耗額外的時間,而且高速緩存會更容易命中(一項(xiàng)CPU的技術(shù),命中時會提高運(yùn)行速度,數(shù)據(jù)不走內(nèi)存避免了額外時間消耗)。。。 inline只用于內(nèi)容重復(fù),但代碼很短的函數(shù),避免出棧入棧消耗額外的時間,其實(shí)內(nèi)聯(lián)函數(shù)并不是真正意義的函數(shù)。。。而是對重復(fù)代碼的簡化。。。。
對于復(fù)雜函數(shù),不建議用inline,因?yàn)樗诿總€調(diào)用位置都會復(fù)制編譯,會讓代碼變得非常長,被100個位置調(diào)用,該函數(shù)的內(nèi)存增加100倍,而且現(xiàn)在電腦非常快,inline其實(shí)根本沒必要,一般只有幾行的函數(shù)才有理由用inline,因?yàn)樗某鰲H霔LD(zhuǎn)相對本身代碼運(yùn)行時間的比例較高,而長代碼就微乎其微。。。。其實(shí)inline知道有就行,現(xiàn)在編程很少用。。。
用的話這個函數(shù)代碼也不要超過10行,而且通常C語言會用 宏代碼來代替inline完成重復(fù)的短代碼,宏其實(shí)效果比inline更好,這樣inline使用頻率更低, inline用的并不多。。。
為了運(yùn)行效率。內(nèi)聯(lián)函數(shù)與普通函數(shù)相比,沒有參數(shù)入棧出棧的過程,所以內(nèi)聯(lián)函數(shù)相當(dāng)于是把函數(shù)體內(nèi)的代碼直接復(fù)制到調(diào)用的地方,因?yàn)樯倭藚?shù)傳遞過程,因此提高了效率。c++為了運(yùn)行效率引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
在c++中內(nèi)聯(lián)函數(shù)是對宏定義一種改造,因?yàn)槔脙?nèi)聯(lián)函數(shù)取代宏定義得好處是:
1、可進(jìn)行類型安全檢查或自動類型轉(zhuǎn)換、
例如:在c語言中,常用預(yù)處理器語句#define來代替一個函數(shù)定義。例如:
#define MAX(a,b) ((a)(b)? (a):(b))
該語句是在程序中每個出現(xiàn)Max(a,b)函數(shù)調(diào)用得地方,都被后面得表達(dá)式((a)(b)?(a):(b))所替代
不難發(fā)現(xiàn)其實(shí)對參數(shù)a,b來說都沒有數(shù)據(jù)類型得定義,缺少一些安全性檢查。
2、提高程序的運(yùn)行效率
對于c++中一般得函數(shù),被程序調(diào)用得時都需要為該函數(shù)開辟空間進(jìn)行函數(shù)得壓棧、出棧等所帶來得開銷,而
內(nèi)聯(lián)函數(shù)像宏一樣被展開,調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的時候,由編譯器負(fù)責(zé)把內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體代碼塊替換到內(nèi)聯(lián)函數(shù)被調(diào)用的
地方,這一點(diǎn)與宏替換很相似;取消了函數(shù)參數(shù)壓棧、出棧所帶來的開銷,從而減少了函數(shù)調(diào)用開銷,提高程序得運(yùn)
行效率。
所以,內(nèi)聯(lián)函數(shù)在項(xiàng)目開發(fā)中經(jīng)常用到,所以關(guān)于內(nèi)聯(lián)函數(shù)得使用應(yīng)用如下:
第一種 、內(nèi)聯(lián)函數(shù)得聲明和函數(shù)體得定義在一起
例如:
inline int Max(int a, int b){return ((a b) ? a : b)};
第二種、c++類得成員函數(shù)也可以被定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
class Student{
private:
int nID;
int nAge;
float fScore;
public:
void setID(int nid){ nID = nid; } //該成員函數(shù)默認(rèn)自動為內(nèi)聯(lián)函數(shù)(隱式定義內(nèi)聯(lián)函數(shù))
int getID(void){ return nID; } //該成員函數(shù)默認(rèn)自動為內(nèi)聯(lián)函數(shù)(隱式定義內(nèi)聯(lián)函數(shù))
inline void setAge(int nage) { nAge = nage; } //顯式定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline int getAge(void) { return nAge; } //顯式定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)
void setScore(float fscore); //類定義體內(nèi)沒有聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù);
float getScore(void); //類定義體內(nèi)沒有聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù);
}
inline void Student::setScore(float fscore){ fScore = fscore; } //類定義體外實(shí)現(xiàn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù);
inline float Student::getScore(void) { return fScore; } //類定義體外實(shí)現(xiàn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù);
注意:(1)C++中,在類定義體內(nèi)部定義了函數(shù)體的成員函數(shù),被編譯器默認(rèn)為內(nèi)聯(lián)函數(shù),而不管這個函數(shù)頭前面是
否有關(guān)鍵字inline,比如:setID()、getID()、setAge()、getAge();
(2)以把實(shí)現(xiàn)在類定義體外部的成員函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù),這個時候在類定義體中只有成員函數(shù)頭的聲明,而
其實(shí)現(xiàn)是在類定義體外部,比如:setScore()和getScore();
內(nèi)聯(lián)函數(shù)的局限性:
1、由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏一樣也是實(shí)現(xiàn)為代碼替換,所以定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體不宜過大,如果函數(shù)體過
大,則某些普通的編譯器就會放棄內(nèi)聯(lián)方式,而改用調(diào)用普通函數(shù)的方式,這樣就失去了內(nèi)聯(lián)函數(shù)的意義了;所以,
內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體代碼不宜過大,一般就是3---4行代碼即可;
2、由于內(nèi)聯(lián)函數(shù)是編譯器在便宜階段進(jìn)行函數(shù)體展開的,所以,這就把類的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義與實(shí)現(xiàn)都必須在
聲明類的那個頭文件中,而不能放在實(shí)現(xiàn)類的那個cpp文件中;這一點(diǎn)與模板template的特性相似
應(yīng)該是c++中才有的,
inline 關(guān)鍵字用來定義一個類的內(nèi)聯(lián)函數(shù),引入它的主要原因是用它替代C中表達(dá)式形式的宏定義。
表達(dá)式形式的宏定義一例:
#define ExpressionName(Var1,Var2) (Var1+Var2)*(Var1-Var2)
為什么要取代這種形式呢,且聽我道來:
1.
首先談一下在C中使用這種形式宏定義的原因,C語言是一個效率很高的語言,這種宏定義在形式及使用上像一個函數(shù),但它使用預(yù)處理器實(shí)現(xiàn),沒有了參數(shù)壓棧,代碼生成等一系列的操作,因此,效率很高,這是它在C中被使用的一個主要原因。
2.
這種宏定義在形式上類似于一個函數(shù),但在使用它時,僅僅只是做預(yù)處理器符號表中的簡單替換,因此它不能進(jìn)行參數(shù)有效性的檢測,也就不能享受C++編譯器嚴(yán)格類型檢查的好處,另外它的返回值也不能被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為可轉(zhuǎn)換的合適的類型,這樣,它的使用就存在著一系列的隱患和局限性。
3.
在C++中引入了類及類的訪問控制,這樣,如果一個操作或者說一個表達(dá)式涉及到類的保護(hù)成員或私有成員,你就不可能使用這種宏定義來實(shí)現(xiàn)(因?yàn)闊o法將this指針放在合適的位置)。
4. inline 推出的目的,也正是為了取代這種表達(dá)式形式的宏定義,它消除了它的缺點(diǎn),同時又很好地繼承了它的優(yōu)點(diǎn)。
為什么inline能很好地取代表達(dá)式形式的預(yù)定義呢?
對應(yīng)于上面的1-3點(diǎn),闡述如下:
1. inline 定義的類的內(nèi)聯(lián)函數(shù),函數(shù)的代碼被放入符號表中,在使用時直接進(jìn)行替換,(像宏一樣展開),沒有了調(diào)用的開銷,效率也很高。
2.
很明顯,類的內(nèi)聯(lián)函數(shù)也是一個真正的函數(shù),編譯器在調(diào)用一個內(nèi)聯(lián)函數(shù)時,會首先檢查它的參數(shù)的類型,保證調(diào)用正確。然后進(jìn)行一系列的相關(guān)檢查,就像對待任何一個真正的函數(shù)一樣。這樣就消除了它的隱患和局限性。
3. inline 可以作為某個類的成員函數(shù),當(dāng)然就可以在其中使用所在類的保護(hù)成員及私有成員。
在何時使用inline函數(shù):
首先,你可以使用inline函數(shù)完全取代表達(dá)式形式的宏定義。
另外要注意,內(nèi)聯(lián)函數(shù)一般只會用在函數(shù)內(nèi)容非常簡單的時候,這是因?yàn)椋瑑?nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼會在任何調(diào)用它的地方展開,如果函數(shù)太復(fù)雜,代碼膨脹帶來的惡果很可能會大于效率的提高帶來的益處。
速度是有代價的,inline和宏都是用空間換時間。
使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的時候要注意:
1.遞歸函數(shù)不能定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)一般適合于不存在while和switch等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)且只有1~5條語句的小函數(shù)上,否則編譯系統(tǒng)將該函數(shù)視為普通函數(shù)。
3.內(nèi)聯(lián)函數(shù)只能先定義后使用,否則編譯系統(tǒng)也會把它認(rèn)為是普通函數(shù)。
4.對內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能進(jìn)行異常的接口聲明。
網(wǎng)頁名稱:c語言內(nèi)聯(lián)函數(shù)的好處 c語言內(nèi)聯(lián)函數(shù)的作用
標(biāo)題來源:http://chinadenli.net/article0/hpeeio.html
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