C++ 中的 inline 用法

一、引入 inline 關鍵字的緣由

在 c/c++ 中，爲了解決一些頻繁調用的小函數大量消耗棧空間（棧內存）的問題，特別的引入了 inline 修飾符，表示爲內聯函數。

棧空間就是指放置程序的局部數據（也就是函數內數據）的內存空間。

在系統下，棧空間是有限的，假如頻繁大量的使用就會形成因棧空間不足而致使程序出錯的問題，如，函數的死循環遞歸調用的最終結果就是致使棧內存空間枯竭。

下面咱們來看一個例子：

實例

#include < stdio.h > //函數定義爲inline即:內聯函數 inline char * dbtest ( int a ) { return ( i % 2 > 0 ) ? " 奇 " : " 偶 " ; } int main ( ) { int i = 0 ; for ( i = 1 ; i < 100 ; i ++ ) { printf ( " i:%d 奇偶性:%s /n " , i , dbtest ( i ) ) ; } }

上面的例子就是標準的內聯函數的用法，使用 inline 修飾帶來的好處咱們表面看不出來，其實，在內部的工做就是在每一個 for 循環的內部任何調用 dbtest(i) 的地方都換成了 (i%2>0)?"奇":"偶"，這樣就避免了頻繁調用函數對棧內存重複開闢所帶來的消耗。

二、inline使用限制

inline 的使用是有所限制的，inline 只適合涵數體內代碼簡單的涵數使用，不能包含複雜的結構控制語句例如 while、switch，而且不能內聯函數自己不能是直接遞歸函數（即，本身內部還調用本身的函數）。

三、inline僅是一個對編譯器的建議

inline 函數僅僅是一個對編譯器的建議，因此最後可否真正內聯，看編譯器的意思，它若是認爲函數不復雜，能在調用點展開，就會真正內聯，並非說聲明瞭內聯就會內聯，聲明內聯只是一個建議而已。

四、建議 inline 函數的定義放在頭文件中

其次，由於內聯函數要在調用點展開，因此編譯器必須隨處可見內聯函數的定義，要否則就成了非內聯函數的調用了。因此，這要求每一個調用了內聯函數的文件都出現了該內聯函數的定義。

所以，將內聯函數的定義放在頭文件裏實現是合適的，省卻你爲每一個文件實現一次的麻煩。

聲明跟定義要一致：若是在每一個文件裏都實現一次該內聯函數的話，那麼，最好保證每一個定義都是同樣的，不然，將會引發未定義的行爲。若是不是每一個文件裏的定義都同樣，那麼，編譯器展開的是哪個，那要看具體的編譯器而定。因此，最好將內聯函數定義放在頭文件中。

五、類中的成員函數與inline

定義在類中的成員函數默認都是內聯的，若是在類定義時就在類內給出函數定義，那固然最好。若是在類中未給出成員函數定義，而又想內聯該函數的話，那在類外要加上 inline，不然就認爲不是內聯的。

class A { public : void Foo ( int x , int y ) { } // 自動地成爲內聯函數 }

將成員函數的定義體放在類聲明之中雖然能帶來書寫上的方便，但不是一種良好的編程風格，上例應該改爲：

// 頭文件 class A { public : void Foo ( int x , int y ) ; } // 定義文件 inline void A :: Foo ( int x , int y ) { }

六、inline 是一種"用於實現的關鍵字"

關鍵字 inline 必須與函數定義體放在一塊兒才能使函數成爲內聯，僅將 inline 放在函數聲明前面不起任何做用。

以下風格的函數 Foo 不能成爲內聯函數：

inline void Foo(int x, int y); // inline 僅與函數聲明放在一塊兒 void Foo(int x, int y){}

而以下風格的函數 Foo 則成爲內聯函數：

void Foo(int x, int y); inline void Foo(int x, int y) {} // inline 與函數定義體放在一塊兒

因此說，inline 是一種"用於實現的關鍵字"，而不是一種"用於聲明的關鍵字"。通常地，用戶能夠閱讀函數的聲明，可是看不到函數的定義。儘管在大多數教科書中內聯函數的聲明、定義體前面都加了inline 關鍵字，但我認爲inline不該該出如今函數的聲明中。這個細節雖然不會影響函數的功能，可是體現了高質量C++/C 程序設計風格的一個基本原則：聲明與定義不可混爲一談，用戶沒有必要、也不該該知道函數是否須要內聯。

七、慎用 inline

內聯能提升函數的執行效率，爲何不把全部的函數都定義成內聯函數？若是全部的函數都是內聯函數，還用得着"內聯"這個關鍵字嗎？ 
內聯是以代碼膨脹（複製）爲代價，僅僅省去了函數調用的開銷，從而提升函數的執行效率。 
若是執行函數體內代碼的時間，相比於函數調用的開銷較大，那麼效率的收穫會不多。另外一方面，每一處內聯函數的調用都要複製代碼，將使程序的總代碼量增大，消耗更多的內存空間。

如下狀況不宜使用內聯： 
（1）若是函數體內的代碼比較長，使用內聯將致使內存消耗代價較高。 
（2）若是函數體內出現循環，那麼執行函數體內代碼的時間要比函數調用的開銷大。類的構造函數和析構函數容易讓人誤解成使用內聯更有效。要小心構造函數和析構函數可能會隱藏一些行爲，如"偷偷地"執行了基類或成員對象的構造函數和析構函數。因此不要隨便地將構造函數和析構函數的定義體放在類聲明中。一個好的編譯器將會根據函數的定義體，自動地取消不值得的內聯（這進一步說明了 inline 不該該出如今函數的聲明中）。

八、總結

內聯函數並非一個加強性能的靈丹妙藥。只有當函數很是短小的時候它才能獲得咱們想要的效果；可是，若是函數並非很短並且在不少地方都被調用的話，那麼將會使得可執行體的體積增大。 
最使人煩惱的仍是當編譯器拒絕內聯的時候。在老的實現中，結果很不盡人意，雖然在新的實現中有很大的改善，可是仍然仍是不那麼完善的。一些編譯器可以足夠的聰明來指出哪些函數能夠內聯哪些不能，可是大多數編譯器就不那麼聰明瞭，所以這就須要咱們的經驗來判斷。若是內聯函數不能加強性能，就避免使用它！

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