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詳細(xì)解析內(nèi)聯(lián)函數(shù)以及在C語言中的作用

5RJg_mcuworld ? 2017-12-21 14:21 ? 次閱讀

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的作用

內(nèi)聯(lián)函數(shù)是一種編譯機制,優(yōu)點從代碼上是看不出來的,但是程序的執(zhí)行效率上有差別,通常,編譯器對函數(shù)調(diào)用的處理是一種類似中斷的方式,即當(dāng)執(zhí)行到函數(shù)調(diào)用語句時,程序把當(dāng)前所有的狀態(tài)信息比如CPU所有寄存器(其中一個很重要的就是指令指針寄存器)的值保存起來,然后放心大膽地轉(zhuǎn)去執(zhí)行那個函數(shù)的代碼,執(zhí)行完后再返回原來的地方,恢復(fù)原先保存過的狀態(tài)信息,于是也就可以接著原來被中斷的指令繼續(xù)往下執(zhí)行。

這樣,就很容易實現(xiàn)代碼的結(jié)構(gòu)化,因為可以把一些獨立的功能模塊寫成函數(shù),函數(shù)內(nèi)部的變量和外部的變量互不影響,而且函數(shù)執(zhí)行完后就可以釋放這個函數(shù)內(nèi)部變量的所使用的內(nèi)存空間(這就是為什么函數(shù)退出后,其內(nèi)部變量不再有效),對內(nèi)存的使用也是很經(jīng)濟的(否則,如果一個大的程序全部由一個函數(shù)組成,那么所有的變量都得自始至終地占用內(nèi)存空間),當(dāng)然,還有其他優(yōu)點,比如可以實現(xiàn)遞歸,總之是好處多多。

可是,任何事情往往都有兩方面,這樣做雖然好處多多,但也是有代價的,那就是前面所說的,任何一次函數(shù)調(diào)用,程序都得進(jìn)行保存和恢復(fù)狀態(tài)信息的動作,用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的術(shù)語說就是進(jìn)棧和退棧,當(dāng)然,還有內(nèi)存分配的過程,如果函數(shù)的代碼非常少,這種代價并不是可忽略的,比如說,你編寫一個類,里面有個記錄狀態(tài)的成員變量:

Class MyClass

{

private:

int m_iState;

}

按照面向?qū)ο蟮乃枷耄瘮?shù)的屬性應(yīng)盡量的私有化,但外部怎么獲得這個屬性值呢?一般的方法就是加一個共有函數(shù),這就實現(xiàn)的面向?qū)ο笏枷胫兴^“通過公用接口操作對象的私有屬性”。于是就變成了:

Class MyClass

{

public

int GetState();

private:

int m_iState;

}

int MyClass::GetState()

{

return m_iState;

}

這樣一來,面向?qū)ο笏枷氲故求w現(xiàn)出來了,但你的CPU會恨你:“你丫一個鳥函數(shù)就返回一個整數(shù)卻讓老子進(jìn)一次棧、彈一次棧”,內(nèi)存也會埋怨:“兄弟也得跟著分配內(nèi)存!”

但對你來說,也很委屈,怎么辦,把所有的屬性都改成public?讓外部內(nèi)碼直接訪問?況且,那樣也不解決所有問題,因為有時候即使不是為了面向?qū)ο螅覀円残枰血毩⒌墓δ苣K做成函數(shù),比如說產(chǎn)生隨機數(shù)的函數(shù)。我想

int iRand=rand();

總比:

int iRand=((int)(MULTIPLIER * Seed + INCREMENT)》》16)&0x7fff;

看起來舒服吧?(我這里只是打個比方,VC的rand函數(shù)并不是內(nèi)聯(lián)函數(shù))

而內(nèi)聯(lián)函數(shù)就是解決這個問題了,對于程序員,他還是把獨立功能寫成函數(shù)的形式,但只要聲明為內(nèi)聯(lián),編譯器就不把它編譯成一次函數(shù)調(diào)用,而只是類似于把函數(shù)的代碼拷貝到被調(diào)用的地方,而且這完全是編譯器私下里完成的,原來的訪問權(quán)限等問題絲毫不受影響。這不是兩全齊美了嗎:在保證代碼的面向?qū)ο笮院徒Y(jié)構(gòu)化不受損失的條件下,程序的效率也沒有損失,比如上面那個類,就變成了:

Class MyClass

{

public:

inline int GetState();

private:

int m_iState;

}

int inline MyClass::GetState()

{

return m_iState;

}

有一點要注意,內(nèi)聯(lián)函數(shù)要跟類的聲明寫在同一個文件中,否則編譯會出錯。按照VC管理源文件的風(fēng)格來說,就是內(nèi)聯(lián)函數(shù)最好寫在聲明類的.h文件中,而不是像一般函數(shù)那樣寫在實現(xiàn)類的.cpp文件中。

當(dāng)然,內(nèi)聯(lián)函數(shù)還有另外一種寫法,就是直接寫在類中,此時,不必使用“inline”關(guān)鍵字。

Class MyClass

{

public:

int GetState(){ return m_iState; }

private:

int m_iState;

}

最后,還要注意,內(nèi)聯(lián)函數(shù)只是一種編譯機制,用上面兩種形式聲明的函數(shù)僅僅是建議編譯器進(jìn)行內(nèi)聯(lián),而編譯器是否內(nèi)聯(lián)不一定。正如前面所說,函數(shù)調(diào)用的開銷只是對小的函數(shù)不可忽略,對于重量級的函數(shù)還是可以忽略的,而且在絕大多數(shù)的場合,函數(shù)調(diào)用才是人間正道,才是解決問題的最佳。所以大多數(shù)編譯器并不把帶有循環(huán)、遞歸等或者代碼比較多的函數(shù)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)編譯,有的甚至不允許聲明成內(nèi)聯(lián)的。

C語言的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的作用

[cpp] view plain copy關(guān)內(nèi)聯(lián)函數(shù)鍵字inline

[cpp] view plain copyvoid myprintf(int a)

{

priintf(“%d”,a);

}

int main()

{

for(i=0;i《100;i++)

myprintf(3);

}

對于這個函數(shù),在進(jìn)行反復(fù)的打印3的過程中我們是不是要反復(fù)的調(diào)用myprintf(int a)這個函數(shù),進(jìn)函數(shù)和出函數(shù)是需要時間的,假設(shè)這個過程用時為4ms,而執(zhí)行printf這個操作只需要2ms,那么在100次循環(huán)的過程中進(jìn)出函數(shù)的時間比函數(shù)功能printf需要的時間還要長,這樣很影響工作效率。于是,我們就想要如何去免去進(jìn)出函數(shù)的過程呢?那么就可以聲明inline這個關(guān)鍵字,有何用途?當(dāng)我們聲明了一個inline的函數(shù)時候,函數(shù)被調(diào)用的語句就被替換成了函數(shù)本身,進(jìn)行了一個預(yù)處理

[cpp] view plain copyint main()

{

for(i=0;i《100;i++)

void myprintf(3)

{

printf(“%d”,3);

}

return 0;

}

這樣一來我就非常明顯的知道這個函數(shù)是干什么的了,就不需要去調(diào)用函數(shù)的定義部分,再通俗點講,原來我要從家里去外面的商店去買冰淇淋(來回需要時間),現(xiàn)在商店就在我家里面了,那么我是不是省去了去商店的時間呢?但是相應(yīng)的我這個家要很大(也就是所謂的空間要很大才能包含這個商店對吧?)這樣就是用空間去換取了時間了。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)在編譯層面類似于宏替換。也就是說,程序執(zhí)行過程中調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)不需要入棧出棧,所以效率會提高。

[cpp] view plain copy#include《stdio.h》

inline int add(int x, int y)

{

return x+y;

}

int main()

{

int i,j,k;

printf(“請輸入兩個整數(shù)的值:”);

scanf(“%d%d”,&i,&j);

k=add(i,j);

printf(“k=%d\n”,k);

return 0;

}


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原文標(biāo)題:內(nèi)聯(lián)函數(shù)在C語言中的作用

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