从汇编以及栈帧层面理解内联函数的原理

宏太复杂,所以弄出内联,内联适合小函数,把函数连到程序里面,这样就直接用,不需要调用,但是它占用空间。

C++推荐
const和enum替代宏常量
inline去替代宏函数

宏缺点:
1、不能调试
2、没有类型安全的检查
3、有些场景下非常复杂,容易出错,不容易掌握

(1)概念

inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。

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如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的 调用。

查看方式:

  1. 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add

  2. 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开(因为debug模式下,编译器默认不

会对代码进行优化,以下给出vs2013的设置方式)

image-20240310144151040.png

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(2)特性

编译器选择性内联,长的代码一般是call调用,短的频繁用的一般就会展开内联。一个很大的函数,你弄成内联,编译器也不会展开内联,不会鸟你。

  1. inline是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数处理,在编译阶段,会用函数体替换函数调用,缺陷:可能会使目标文件变大,优势:少了调用开销,提高程序运行效率。

  2. inline对于编译器而言只是一个建议,不同编译器关于inline实现机制可能不同**,一般建议:将函数规模较小(即函数不是很长,具体没有准确的说法,取决于编译器内部实现)、**不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性。下图为《C++prime》第五版关于inline的建议:

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  1. inline不建议声明和定义分离,分离会导致链接错误 m。因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到,内联函数不产生符号表
// F.h
#include <iostream>
using namespace std;
inline void f(int i);
// F.cpp
#include "F.h"
void f(int i)
{cout << i << endl;
}
// main.cpp
#include "F.h"
int main()
{f(10);return 0;
}
// 链接错误:main.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "void __cdecl 
f(int)" (?f@@YAXH@Z),该符号在函数 _main 中被引用

函数调用过程,call到jmp,jmp调到函数栈帧。内联函数没有栈帧,直接在程序展开,不需要调用。

CT-20240310075258.png

所以 内联函数不要声明与定义分离,直接在.h文件中定义,调用时会直接展开在.cpp文件,声明和定义分离是为了好看,内联函数不需要分离。

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