內(nèi)聯(lián)函數(shù)是C ++的重要特性之一。那么，讓我們首先了解為什么使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，以及內(nèi)聯(lián)函數(shù)的目的是什么？

當(dāng)程序執(zhí)行函數(shù)調(diào)用指令時(shí)，CPU將存儲(chǔ)該函數(shù)調(diào)用之后的指令的內(nèi)存地址，將函數(shù)的參數(shù)復(fù)制到堆棧上，最后將控制權(quán)轉(zhuǎn)移到指定的函數(shù)。然后，CPU執(zhí)行功能代碼，將功能返回值存儲(chǔ)在預(yù)定義的存儲(chǔ)位置/寄存器中，并將控制權(quán)返回給調(diào)用函數(shù)。如果函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間少于從調(diào)用者函數(shù)到被調(diào)用函數(shù)（被調(diào)用者）的切換時(shí)間，則這可能會(huì)成為開銷。

對(duì)于大型函數(shù)和/或執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的函數(shù)，與函數(shù)運(yùn)行所花費(fèi)的時(shí)間相比，函數(shù)調(diào)用的開銷通常是微不足道的。但是，對(duì)于小型的常用功能，進(jìn)行函數(shù)調(diào)用所需的時(shí)間通常比實(shí)際執(zhí)行函數(shù)代碼所需的時(shí)間多得多。對(duì)于小型功能，會(huì)發(fā)生這種開銷，因?yàn)樾⌒凸δ艿膱?zhí)行時(shí)間小于切換時(shí)間。

C ++提供了一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，以減少函數(shù)調(diào)用的開銷。內(nèi)聯(lián)函數(shù)是在調(diào)用時(shí)在行中擴(kuò)展的函數(shù)。調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，將在內(nèi)聯(lián)函數(shù)調(diào)用時(shí)插入或替換內(nèi)聯(lián)函數(shù)的整個(gè)代碼。此替換由C ++編譯器在編譯時(shí)執(zhí)行。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)很小，則可以提高效率。

定義函數(shù)內(nèi)聯(lián)的語(yǔ)法為：

內(nèi)聯(lián)返回類型函數(shù)名稱（參數(shù)）{

?//功能代碼

}

請(qǐng)記住，內(nèi)聯(lián)只是對(duì)編譯器的請(qǐng)求，而不是命令。編譯器可以忽略內(nèi)聯(lián)請(qǐng)求。在以下情況下，編譯器可能不會(huì)執(zhí)行內(nèi)聯(lián)：

1）如果函數(shù)包含循環(huán)。（對(duì)于while，do-while）

2）如果函數(shù)包含靜態(tài)變量。

3）如果函數(shù)是遞歸的。

4）如果函數(shù)的返回類型不是void，并且return語(yǔ)句在函數(shù)體中不存在。

5）如果函數(shù)包含switch或goto語(yǔ)句。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）不會(huì)發(fā)生函數(shù)調(diào)用開銷。

2）調(diào)用函數(shù)時(shí)，還可以節(jié)省堆棧中push / pop變量的開銷。

3）它還節(jié)省了從函數(shù)返回調(diào)用的開銷。

4）內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，可以使編譯器對(duì)函數(shù)主體執(zhí)行特定于上下文的優(yōu)化。對(duì)于普通的函數(shù)調(diào)用來(lái)說(shuō)，這樣的優(yōu)化是不可能的。通過(guò)考慮調(diào)用上下文和被調(diào)用上下文的流程可以獲得其他優(yōu)化。

5）內(nèi)聯(lián)函數(shù)可能對(duì)于嵌入式系統(tǒng)很有用（如果很?。?，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)所產(chǎn)生的代碼少于函數(shù)調(diào)用的前導(dǎo)和返回。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的缺點(diǎn)：

1）內(nèi)聯(lián)函數(shù)中添加的變量消耗了額外的寄存器，在內(nèi)聯(lián)函數(shù)之后，如果要使用寄存器的變量編號(hào)增加，則它們可能會(huì)增加寄存器變量資源利用的開銷。這意味著當(dāng)在函數(shù)調(diào)用點(diǎn)替換內(nèi)聯(lián)函數(shù)主體時(shí)，該函數(shù)使用的變量總數(shù)也會(huì)被插入。因此，將用于變量的寄存器數(shù)量也將增加。因此，如果函數(shù)內(nèi)聯(lián)后的變量數(shù)急劇增加，則肯定會(huì)導(dǎo)致寄存器利用率增加。

2）如果使用太多的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，則由于重復(fù)執(zhí)行相同的代碼，因此二進(jìn)制可執(zhí)行文件的大小將很大。

3）過(guò)多的內(nèi)聯(lián)也會(huì)降低指令高速緩存命中率，從而降低了從高速緩存到主存儲(chǔ)器的指令獲取速度。

4）如果有人更改了內(nèi)聯(lián)函數(shù)中的代碼，則內(nèi)聯(lián)函數(shù)可能會(huì)增加編譯時(shí)間開銷，然后必須重新編譯所有調(diào)用位置，因?yàn)榫幾g器將需要再次替換所有代碼以反映更改，否則它將繼續(xù)使用舊功能。

5）內(nèi)聯(lián)函數(shù)對(duì)于許多嵌入式系統(tǒng)可能沒(méi)有用。因?yàn)樵谇度胧较到y(tǒng)中，代碼大小比速度更重要。

6）內(nèi)聯(lián)函數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致崩潰，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)可能會(huì)增加二進(jìn)制可執(zhí)行文件的大小。內(nèi)存溢出會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)性能下降。

下面的程序演示了如何使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)和類：

也可以在類內(nèi)部定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)。實(shí)際上，該類內(nèi)部定義的所有函數(shù)都是隱式內(nèi)聯(lián)的。因此，這里也適用所有內(nèi)聯(lián)函數(shù)的限制。如果您需要在類中顯式聲明內(nèi)聯(lián)函數(shù)，則只需在類內(nèi)部聲明該函數(shù)，然后使用inline關(guān)鍵字在類外對(duì)其進(jìn)行定義。

例如：

上面的樣式被認(rèn)為是不好的編程樣式。最好的編程風(fēng)格是只在類內(nèi)部編寫函數(shù)的原型，并將其指定為函數(shù)定義中的內(nèi)聯(lián)。

例如：

下面的程序演示了此概念：

輸出：

Enter first value: 45

Enter second value: 15

Addition of two numbers: 60

Difference of two numbers: 30

Product of two numbers: 675

Division of two numbers: 3

宏有什么問(wèn)題？

熟悉C語(yǔ)言的讀者知道C語(yǔ)言使用宏。預(yù)處理程序直接在宏代碼內(nèi)替換所有宏調(diào)用。建議始終使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)而不是宏。據(jù)C ++的創(chuàng)建者Bjarne Stroustrup博士說(shuō)，在C ++中，宏幾乎從不需要，而且容易出錯(cuò)。在C ++中使用宏存在一些問(wèn)題。宏無(wú)法訪問(wèn)班級(jí)的私人成員。宏看起來(lái)像函數(shù)調(diào)用，但實(shí)際上不是。

例子：

C ++編譯器檢查內(nèi)聯(lián)函數(shù)的參數(shù)類型，并且正確執(zhí)行了必要的轉(zhuǎn)換。預(yù)處理程序宏無(wú)法執(zhí)行此操作。另一件事是，宏由預(yù)處理器管理，內(nèi)聯(lián)函數(shù)由C ++編譯器管理。

切記：確實(shí)，該類內(nèi)部定義的所有函數(shù)都是隱式內(nèi)聯(lián)的，并且C ++編譯器將對(duì)這些函數(shù)執(zhí)行內(nèi)聯(lián)調(diào)用，但是如果該函數(shù)是虛擬的，則C ++編譯器將無(wú)法執(zhí)行內(nèi)聯(lián)。原因是對(duì)虛擬函數(shù)的調(diào)用是在運(yùn)行時(shí)而不是在編譯時(shí)解決的。虛擬方式要等到運(yùn)行時(shí)才進(jìn)行，而內(nèi)聯(lián)方式要等到編譯期間，如果編譯器不知道將調(diào)用哪個(gè)函數(shù)，它如何執(zhí)行內(nèi)聯(lián)？

要記住的另一件事是，僅當(dāng)函數(shù)調(diào)用期間花費(fèi)的時(shí)間比函數(shù)主體執(zhí)行時(shí)間多時(shí)，才使函數(shù)內(nèi)聯(lián)是有用的。內(nèi)聯(lián)函數(shù)完全無(wú)效的示例：

inlinevoidshow()

{

????cout << "value of S = "<< S << endl;

}

上面的函數(shù)執(zhí)行起來(lái)相對(duì)要花很長(zhǎng)時(shí)間。通常，不應(yīng)將執(zhí)行輸入輸出（I / O）操作的功能定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，因?yàn)樗鼤?huì)花費(fèi)大量時(shí)間。從技術(shù)上講，show（）函數(shù)的內(nèi)聯(lián)值是有限的，因?yàn)镮 / O語(yǔ)句將花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了函數(shù)調(diào)用的開銷。

如果函數(shù)沒(méi)有內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展，則取決于使用的編譯器，編譯器可能會(huì)向您顯示警告。像Java和C＃這樣的編程語(yǔ)言不支持內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

但是在Java中，編譯器可以在調(diào)用小型final方法時(shí)執(zhí)行內(nèi)聯(lián)，因?yàn)閒inal方法不能被子類覆蓋，并且對(duì)final方法的調(diào)用在編譯時(shí)就可以解決。在C＃中，JIT編譯器還可以通過(guò)內(nèi)聯(lián)小型函數(shù)調(diào)用來(lái)優(yōu)化代碼（例如，在循環(huán)中替換小型函數(shù)的主體）。

最后要記住的是，內(nèi)聯(lián)函數(shù)是C ++的寶貴功能。適當(dāng)?shù)厥褂脙?nèi)聯(lián)函數(shù)可以提高性能，但是如果任意使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，則它們無(wú)法提供更好的結(jié)果。換句話說(shuō)，不要指望程序有更好的性能。不要使每個(gè)函數(shù)都內(nèi)聯(lián)。最好使內(nèi)聯(lián)函數(shù)盡可能小。

以上。

每天學(xué)點(diǎn)小知識(shí)，希望對(duì)你有幫助~

另外如果你想更好的提升你的編程能力，學(xué)好C語(yǔ)言C++編程！彎道超車，快人一步！筆者這里或許可以幫到你~

分享（源碼、項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)視頻、項(xiàng)目筆記，基礎(chǔ)入門教程）

歡迎轉(zhuǎn)行和學(xué)習(xí)編程的伙伴，利用更多的資料學(xué)習(xí)成長(zhǎng)比自己琢磨更快哦！