(一)inline函數(shù)(摘自C++ PRimer的第三版)
在函數(shù)聲明或定義中函數(shù)返回類型前加上關(guān)鍵字inline即把min()指定為內(nèi)聯(lián)。
inline int min(int first, int secend) {/****/};
inline函數(shù)對(duì)編譯器而言必須是可見(jiàn)的,以便它能夠在調(diào)用點(diǎn)內(nèi)展開該函數(shù)。與非inline函數(shù)不同的是,inline函數(shù)必須在調(diào)用該函數(shù)的每個(gè)文本文件中定義。當(dāng)然,對(duì)于同一程序的不同文件,如果inline函數(shù)出現(xiàn)的話,其定義必須相同。對(duì)于由兩個(gè)文件compute.C和draw.C構(gòu)成的程序來(lái)說(shuō),程序員不能定義這樣的min()函數(shù),它在compute.C中指一件事情,而在draw.C中指另外一件事情。如果兩個(gè)定義不相同,程序?qū)?huì)有未定義的行為.
為保證不會(huì)發(fā)生這樣的事情,建議把inline函數(shù)的定義放到頭文件中。在每個(gè)調(diào)用該inline函數(shù)的文件中包含該頭文件。這種方法保證對(duì)每個(gè)inline函數(shù)只有一個(gè)定義,且程序員無(wú)需復(fù)制代碼,并且不可能在程序的生命期中引起無(wú)意的不匹配的事情。
(二)內(nèi)聯(lián)函數(shù)的編程風(fēng)格(摘自高質(zhì)量C++/C 編程指南)
關(guān)鍵字inline 必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián),僅將inline 放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。
如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 不能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù):inline void Foo(int x, int y); // inline 僅與函數(shù)聲明放在一起void Foo(int x, int y){}而如下風(fēng)格的函數(shù)Foo 則成為內(nèi)聯(lián)函數(shù):void Foo(int x, int y);inline void Foo(int x, int y) // inline 與函數(shù)定義體放在一起{}所以說(shuō),inline 是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”,而不是一種“用于聲明的關(guān)鍵字”。一般地,用戶可以閱讀函數(shù)的聲明,但是看不到函數(shù)的定義。盡管在大多數(shù)教科書中內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明、定義體前面都加了inline 關(guān)鍵字,但我認(rèn)為inline 不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中。這個(gè)細(xì)節(jié)雖然不會(huì)影響函數(shù)的功能,但是體現(xiàn)了高質(zhì)量C++/C 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格的一個(gè)基本原則:聲明與定義不可混為一談,用戶沒(méi)有必要、也不應(yīng)該知道函數(shù)是否需要內(nèi)聯(lián)。
定義在類聲明之中的成員函數(shù)將自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù),例如class A{public:void Foo(int x, int y) { } // 自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)}將成員函數(shù)的定義體放在類聲明之中雖然能帶來(lái)書寫上的方便,但不是一種良好的編程風(fēng)格,上例應(yīng)該改成:// 頭文件class A{public:void Foo(int x, int y);}// 定義文件inline void A::Foo(int x, int y){}
慎用內(nèi)聯(lián)內(nèi)聯(lián)能提高函數(shù)的執(zhí)行效率,為什么不把所有的函數(shù)都定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)?如果所有的函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù),還用得著“內(nèi)聯(lián)”這個(gè)關(guān)鍵字嗎??jī)?nèi)聯(lián)是以代碼膨脹(復(fù)制)為代價(jià),僅僅省去了函數(shù)調(diào)用的開銷,從而提高函數(shù)的執(zhí)行效率。如果執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間,相比于函數(shù)調(diào)用的開銷較大,那么效率的收獲會(huì)很少。另一方面,每一處內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用都要復(fù)制代碼,將使程序的總代碼量增大,消耗更多的內(nèi)存空間。以下情況不宜使用內(nèi)聯(lián):(1)如果函數(shù)體內(nèi)的代碼比較長(zhǎng),使用內(nèi)聯(lián)將導(dǎo)致內(nèi)存消耗代價(jià)較高。(2)如果函數(shù)體內(nèi)出現(xiàn)循環(huán),那么執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間要比函數(shù)調(diào)用的開銷大。類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)容易讓人誤解成使用內(nèi)聯(lián)更有效。要當(dāng)心構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可能會(huì)隱藏一些行為,如“偷偷地”執(zhí)行了基類或成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。所以不要隨便地將構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義體放在類聲明中。一個(gè)好的編譯器將會(huì)根據(jù)函數(shù)的定義體,自動(dòng)地取消不值得的內(nèi)聯(lián)(這進(jìn)一步說(shuō)明了inline 不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中)。
C++ 語(yǔ)言支持函數(shù)內(nèi)聯(lián),其目的是為了提高函數(shù)的執(zhí)行效率(速度)。在C程序中,可以用宏代碼提高執(zhí)行效率。宏代碼本身不是函數(shù),但使用起來(lái)象函數(shù)。預(yù)處理器用復(fù)制宏代碼的方式代替函數(shù)調(diào)用,省去了參數(shù)壓棧、生成匯編語(yǔ)言的CALL調(diào)用、 返回參數(shù)、執(zhí)行return等過(guò)程,從而提高了速度。 使用宏代碼最大的缺點(diǎn)是容易出錯(cuò),預(yù)處理器在復(fù)制宏代碼時(shí)常常產(chǎn)生意想不到的邊際效應(yīng)。 對(duì)于C++ 而言,使用宏代碼還有另一種缺點(diǎn):無(wú)法操作類的私有數(shù)據(jù)成員。 讓我們看看C++ 的"函數(shù)內(nèi)聯(lián)"是如何工作的。 對(duì)于任何內(nèi)聯(lián)函數(shù),編譯器在符號(hào)表里放入函數(shù)的聲明(包括名字、參數(shù)類型、返回值類型)。 如果編譯器沒(méi)有發(fā)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)存在錯(cuò)誤,那么該函數(shù)的代碼也被放入符號(hào)表里。 在調(diào)用一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí),編譯器首先檢查調(diào)用是否正確 (進(jìn)行類型安全檢查,或者進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換,當(dāng)然對(duì)所有的函數(shù)都一樣)。 如果正確,內(nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼就會(huì)直接替換函數(shù)調(diào)用,于是省去了函數(shù)調(diào)用的開銷。這個(gè)過(guò)程與預(yù)處理有顯著的不同,因?yàn)轭A(yù)處理器不能進(jìn)行類型安全檢查,或者進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換。 假如內(nèi)聯(lián)函數(shù)是成員函數(shù),對(duì)象的地址(this)會(huì)被放在合適的地方,這也是預(yù)處理器辦不到的。 C++ 語(yǔ)言的函數(shù)內(nèi)聯(lián)機(jī)制既具備宏代碼的效率,又增加了安全性,而且可以自由操作類的數(shù)據(jù)成員。 所以在C++ 程序中,應(yīng)該用內(nèi)聯(lián)函數(shù)取代所有宏代碼,"斷言assert"恐怕是唯一的例外。 assert是僅在Debug版本起作用的宏,它用于檢查"不應(yīng)該"發(fā)生的情況。 為了不在程序的Debug版本和Release版本引起差別,assert不應(yīng)該產(chǎn)生任何副作用。 如果assert是函數(shù),由于函數(shù)調(diào)用會(huì)引起內(nèi)存、代碼的變動(dòng),那么將導(dǎo)致Debug版本與Release版本存在差異。 所以assert不是函數(shù),而是宏。
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