【C++】 6_内联函数分析
常量与宏
C++ 中的 const 常量可以替代宏常数定义
const int A; <==> #define A 3
C++ 中是否有解决方案替代宏代码片段呢?
内联函数
- C++ 中推荐使用内联函数替代宏代码片段
- C++ 中使用 inline 关键字声明内联函数
inline int func(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
内联函数声明时 inline 关键字必须和函数定义结合在一起,否则编译器会直接忽略内联请求。
- C++ 编译器可以将一个函数进行内联
- 被 C++ 编译器内联编译的函数叫做内联函数
- C++ 编译器直接将函数体插入到函数调用的地方
- 内联函数没有普通函数调用时的额外开销(压栈,跳转,返回)
C++ 编译器不一定满足函数的内联请求!
编程实验: 内联函数初探
#include <stdio.h> #define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) inline int func(int a, int b) { return a < b ? a : b; } void code_1() { int a = 1; int b = 3; int c = FUNC(++a, b); printf("\ncode_1: \n"); printf("a = %d\n", a); printf("b = %d\n", b); printf("c = %d\n", c); } void code_2() { int a = 1; int b = 3; int c = func(++a, b); printf("\ncode_2: \n"); printf("a = %d\n", a); printf("b = %d\n", b); printf("c = %d\n", c); } int main(int arc, char* argv[]) { code_1(); code_2(); return 0; }
输出: code_1: a = 3 b = 3 c = 3 code_2: a = 2 b = 3 c = 2 分析: 【宏无法避免的副作用】 int c = FUNC(++a, b); ==> int = ((++a) < (b) ? (++a) : (b))
- 内联函数具有普通函数的特征(参数检查,返回类型等)
- 函数的内联请求可能被编译器拒绝
- 函数被内联编译后,函数体直接扩展到调用的地方
宏代码片段由预处理器处理,进行简单的文本替换,没有任何编译过程,因此可能出现副作用。
- 现代 C++ 编译器能够进行编译优化,一些函数即使没有 inline 声明,也可能被内联编译
一些现代 C++ 编译器提供了扩展语法,能够对函数进行强制内联(这降低了可移植行)
- g++: __attribute__((always_inline))
- MSVC: __foreinline
编程实验: 内联函数深度示例
#include <stdio.h> // __forceinline // __attribute__((always_inline)) inline int add_inline(int n); int main(int argc, char* argv[]) { int r = add_inline(10); printf("r = %d\n", r); return 0; } inline int add_inline(int n) { int ret = 0; for(int i=0; i<n; i++) { ret += i; } return n; }
内联函数扩展选项默认,未强制内联时
VC2010 汇编:【内联请求失败】
int r = add_inline(10); 010E13AE push 0Ah 010E13B0 call add_inline (10E104Bh) ; 发生函数调用 010E13B5 add esp,4 010E13B8 mov dword ptr [r],eax
g++ 汇编 【内联请求失败】
main(int, char**): 08048494: push %ebp 08048495: mov %esp,%ebp 08048497: and $0xfffffff0,%esp 0804849a: sub $0x20,%esp 0804849d: movl $0xa,(%esp) 080484a4: call 0x80484c8 <add_inline(int)> ; 发生函数调用 080484a9: mov %eax,0x1c(%esp) 080484ad: mov 0x1c(%esp),%eax 080484b1: mov %eax,0x4(%esp) 080484b5: movl $0x80485c0,(%esp) 080484bc: call 0x80483c0 <printf@plt> 080484c1: mov $0x0,%eax 080484c6: leave 080484c7: ret
内联函数扩展选项默认,强制内联时
VC2010 汇编:【内联请求成功】
int r = add_inline(10); 008C102C mov dword ptr [ebp-8],0 008C1033 mov dword ptr [ebp-0Ch],0 008C103A jmp wmain+35h (8C1045h) 008C103C mov eax,dword ptr [ebp-0Ch] 008C103F add eax,1 008C1042 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax 008C1045 cmp dword ptr [ebp-0Ch],0Ah 008C1049 jge wmain+46h (8C1056h) 008C104B mov ecx,dword ptr [ebp-8] 008C104E add ecx,dword ptr [ebp-0Ch] 008C1051 mov dword ptr [ebp-8],ecx 008C1054 jmp wmain+2Ch (8C103Ch) 008C1056 mov edx,dword ptr [ebp-8] 008C1059 mov dword ptr [r],edx
g++ 汇编 【内联请求成功】
main(int, char**): 08048494: push %ebp 08048495: mov %esp,%ebp 08048497: and $0xfffffff0,%esp 0804849a: sub $0x20,%esp 9 { 0804849d: movl $0xa,0x18(%esp) 19 int ret = 0; 080484a5: movl $0x0,0x14(%esp) 21 for(int i=0; i<n; i++) 080484ad: movl $0x0,0x10(%esp) 080484b5: jmp 0x80484c4 <main(int, char**)+48> 23 ret += i; 080484b7: mov 0x10(%esp),%eax 080484bb: add %eax,0x14(%esp) 21 for(int i=0; i<n; i++) 080484bf: addl $0x1,0x10(%esp) 080484c4: mov 0x18(%esp),%eax 080484c8: cmp 0x10(%esp),%eax 080484cc: setg %al 080484cf: test %al,%al 080484d1: jne 0x80484b7 <main(int, char**)+35> 26 return ret; 080484d3: mov 0x14(%esp),%eax 10 int r = add_inline(10); 080484d7: mov %eax,0x1c(%esp) 12 printf(" r = %d\n", r); 080484db: mov 0x1c(%esp),%eax 080484df: mov %eax,0x4(%esp) 080484e3: movl $0x80485c0,(%esp) 080484ea: call 0x80483c0 <printf@plt> 14 return 0; 080484ef: mov $0x0,%eax 15 }
注意事项
C++ 中 inline 内联编译的限制(现在编译器基本都可满足内联要求,以下针对旧编译器而言)
- 不能存在任何形式的循环语句
- 不能存在过多的条件判断语句
- 函数体不能过于复杂
- 不能对函数进行取址操作
- 函数内联声明必须在调用语句之前
小结
- C++ 中可以通过 inline 声明内联函数
- 编译器直接将内联函数扩展到函数调用的地方
- inline 只是一种请求,编译器不一定允许这种请求
- 内联函数省去了函数调用时压栈,跳转和返回的开销
以上内容参考狄泰软件学院系列课程,请大家保护原创!
相关推荐
makeWorks 2019-06-28
morusjin 2010-08-12
小南地带 2019-06-21
云之飞踢 2020-02-19
zuihaobushi 2020-01-09
shangs00 2019-11-29
86921239 2019-07-01
yuencc0 2019-04-26
yangyang 2019-01-15
abserver 2018-08-13
cooldream00 2019-03-06
ephesians 2019-03-04
陈希章中国 2017-01-06
雨云轩 2010-02-01
DNXIAOXIAO 2010-02-01
lielieyu 2010-01-25
zhiyang0 2015-07-12