c++學習筆記 — inline這玩意

jasperyang發表於2019-05-12
C++筆記inline

寫在前面

我最近看一個程式碼，裡面用了大量的inline函式，為什麼需要使用inline函式呢？到底有什麼好處？以前總是聽說罷了，並沒有認真的研究過，所以今天總結一下網上找到的資料，順便幫助我更加深入理解inline的黑科技。

以下參考了 C++中的inline用法

inline替代了巨集

inline 關鍵字用來定義一個類的行內函數，引入它的主要原因是用它替代C中表示式形式的巨集定義

表示式形式的巨集定義一例：
　　

#define ExpressionName(Var1,Var2) ((Var1)+(Var2))*((Var1)-(Var2))

為什麼要取代這種形式呢：

  1. 首先談一下在C中使用這種形式巨集定義的原因，C語言是一個效率很高的語言，這種巨集定義在形式及使用上像一個函式，但它使用前處理器實現，沒有了引數壓棧，程式碼生成 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. 這種巨集定義在形式上類似於一個函式，但在使用它時，僅僅只是做前處理器符號表中的簡單替換，因此它不能進行引數有效性的檢測，也就不能享受C++編譯器嚴格型別檢查的好處，另外它的返回值也不能被強制轉換為可轉換的合適的型別，這樣，它的使用就存在著一系列的隱患和侷限性。

  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示式涉及到類的保護成員或私有成員，你就不可能使用這種巨集定義來實現(因為無法將this指標放在合適的位置)。

  4. inline 推出的目的，也正是為了取代這種表示式形式的巨集定義，它消除了它的缺點，同時又很好地繼承了它的優點。

為什麼inline能很好地取代預定義呢？

  1. inline 定義的類的行內函數，函式的程式碼被放入符號表中，在使用時直接進行替換，（像巨集一樣展開），沒有了呼叫的開銷，效率也很高。

  2. 很明顯，類的行內函數也是一個真正的函式，編譯器在呼叫一個行內函數時，會首先檢查它的引數的型別，保證呼叫正確。然後進行一系列的相關檢查，就像對待任何一個真正的函式一樣。這樣就消除了它的隱患和侷限性。

  3. inline 可以作為某個類的成員函式，當然就可以在其中使用所在類的保護成員及私有成員。
    　　

　　另外要注意，行內函數一般只會用在函式內容非常簡單的時候，這是因為，行內函數的程式碼會在任何呼叫它的地方展開，如果函式太複雜，程式碼膨脹帶來的惡果很可能會大於效率的提高帶來的益處。行內函數最重要的使用地方是用於類的存取函式。

最後

使用行內函數可以是在任何地方（必須是在.h檔案裡），一個類裡，或是namespace裡

namespace Sampler {

inline void init() {
    srand(1);
} //time(NULL));}

// uniform sample Mult(1/K), result [0, K-1]
inline int uni_sample(int K) {
    int k = rand() % K;
    return k;
}

}

——–分割線———


   class Account {
　　public:
　　Account(double initial_balance) { balance = initial_balance; } //與1相同
　　double GetBalance(); //在類中宣告
　　double Deposit( double Amount );
　　double Withdraw( double Amount );
　　private:
　　double balance;
　　};
　　inline double Account::GetBalance() { return balance; } //在類外定義時新增inline關鍵字
　　inline double Account::Deposit( double Amount ) { return ( balance += Amount ); }
　　inline double Account::Withdraw( double Amount ) { return ( balance -= Amount ); }

還有一些規則需要知道，

inline說明對編譯器來說只是一種建議，編譯器可以選擇忽略這個建議。比如，你將一個長達1000多行的函式指定為inline，編譯器就會忽略這個inline，將這個函式還原成普通函式。

在呼叫行內函數時，要保證行內函數的定義讓編譯器”看”到，也就是說行內函數的定義要在標頭檔案中，這與通常的函式定義不一樣。但如果你習慣將函式定義放在CPP檔案中，或者想讓標頭檔案更簡潔一點，可這樣做:

　　

   //SomeInline.h中
　　#ifndef SOMEINLINE_H
　　#define SOMEINLINE_H
　　inline Type Example(void);
　　//........其他函式的宣告
　　#include“SomeInlie.cpp” //原始檔字尾名隨編譯器而定
　　#endif
　　//SomeInline.cpp中
　　#include"SomeInline.h"
　　Type Example(void)
　　{
　　//..........
　　}
　　//...............其他函式的定義

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