C++中的内联函数

Question

如果我们在类定义本身内部定义一个成员函数，它是否必须以内联方式处理，或者它只是它可以忽略的编译器的请求。

Answer 1

是的，在类体内定义的函数隐含地为inline。 （与其他声明为inline的函数一样，这并不意味着编译器必须在函数被调用的位置执行内联扩展，它只是允许允许“单一定义规则”的放宽，并结合要求必须在使用该功能的所有翻译单元中包含定义。）

Answer 2

这是一个可以忽略的编译器的请求。

Answer 3

它必然被编译器视为内联请求 - 它可以忽略它。在头文件中定义了一些函数（例如空的虚拟析构函数）和一些必要的头文件定义（模板函数），但有一些成语可以在GotW #33以获得更多信息。

一些人已经注意到，编译器甚至可能内联函数，你从来没有问过它，但我不确定这是否会打败请求内联函数的目的。

Answer 4

确实是内联的 - 但编译器可以忽略任何内联请求。

Answer 5

2003年ISO C++标准说

7.1.2/2的函数声明（8.3.5，9.3，11.4）有一个内联 指定符的内联 功能。内联说明符 指示实现 函数 在调用点处的主体的内联替换为 首选通常函数调用
机制。在调用点执行此内联
替换所需的实现不是 ;然而，即使这个内联
替换被省略，内联函数的其他 规则仍应遵守由7.1.2定义的 。

7.1.2/3在类定义中定义的函数是内联函数
函数。内联说明符 不会出现在块范围函数 声明中。

7.1.2/4的内联函数应每翻译单元被限定在
其被使用而在每个
情况下（3.2）具有 完全相同的定义。 [注意：在 翻译单元出现其定义之前，可能会遇到对 内联函数的调用
。 ]如果将具有外部链接的功能 在一个翻译单元中内联地声明为 ，则其 应在其中出现 的所有翻译单元的所有 中内联声明;不需要诊断。一个 内联函数与外部 连接应在 所有翻译单元中具有相同的地址。静态局部变量 extern inline
函数始终指向同一对象 。
extern内联函数中的字符串字面值与
单位中的对象相同，为 。

Answer 6

有一些不应该混为一谈两件事情：

1. 你如何标记功能为是线上：在签名前使用内联定义它或者在申报点定义它;
2. 编译器将如何处理这种内联标记：无论您如何将函数标记为内联，它都将被视为编译器的请求。

Answer 7

正如其他人所说的，一个类中定义的方法是自动请求内联的。 理解原因很有用。

假设它不是。您必须为这样的函数生成代码，并且在调用的任何地方，跳转到子例程指令都必须通过链接器引用该位置。

class A { 
public: 
    void f() { ... your code ... } 
}; 

每到这个代码是看到的，如果不是内联，编译器只能假设必须生成的，所以它会产生一个符号。假设它是这样的：

A__f_v：

如果该符号是全球性的，那么，如果你碰巧在不同模块中多次包括这个类的代码，你就必须在链接时乘法定义符号错误。所以它不可能是全球性的。相反，它是文件本地。

想象一下，你在多个模块中包含上述头文件。在每一个中，它都会生成该代码的本地副本。哪一个比根本不编译要好，但是当你真的只需要一个时，你会得到代码的多个副本。

这导致了下面的结论：如果你的编译器不打算内联一个函数，你最好在某处声明它，而不是要求它被内联。

不幸的是，什么是内联不是便携式的。它由编译器编写者定义。一个很好的经验法则就是在移除开销时，总是让每一行代码，特别是所有函数本身只是调用函数，内联。低于三行线性代码的东西几乎可以肯定。但是如果你在代码中有一个循环，问题是编译器是否允许它内联，更重要的是，即使按照你想要的方式，你会看到多少好处。

考虑这个内嵌代码：

inline int add(int a, int b) { return a + b; } 

它不仅几乎小到原型将在源代码中，而是由内嵌代码产生的汇编语言小于调用一个子程序会。所以这个代码更小，更快。

而且，如果你碰巧经过常量：

int c= add(5,4); 

它在编译时解析并没有代码。

在gcc中，我最近注意到，即使我没有内联代码，如果它是一个文件的本地代码，他们也会偷偷地内联它。只有当我在一个单独的源模块中声明函数时，它们才不会优化掉呼叫。

在光谱的另一端，假设您在1000行代码上内联请求。即使您的编译器足够愚蠢以致于无法使用它，您保存的唯一东西就是调用本身，其代价是每次调用它时，编译器都必须粘贴所有代码。如果您将该代码调用n次，您的代码会按例程* n的大小增长。因此，大于10行的任何内容几乎都不值得内联，除了仅称为非常少的特殊情况。其中一个例子可能是由另外两个人调用的私有方法。

如果您要求内联一个包含循环的方法，它只有在它经常执行少量次数时才有意义。但是考虑一个迭代一百万次的循环。即使代码被内联，在通话中花费的时间百分比也很小。因此，如果你的方法中有循环，无论如何这些方法往往会更大，但是值得从头文件中删除，因为它们a）往往会被编译器内联拒绝，b）即使它们被内联，通常不会提供任何好处