介绍内联函数之前,有必要介绍一下预处理宏。内联函数的功能和预处理宏的功能相似。相信大家都用过预处理宏,我们会经常定义一些宏,如
#define TABLE_COMP(x) ((x)>0?(x):0) |
就定义了一个宏。
为什么要使用宏呢?因为函数的调用必须要将
程序执行的顺序转移到函数所存放在内存中的某个地址,将函数的程序内容执行完后,再返回到转去执行该函数前的地方。这种转移操作要求在转去执行前要保存现场并记忆执行的地址,转回后要恢复现场,并按原来保存地址继续执行。因此,函数调用要有一定的时间和空间方面的开销,于是将影响其效率。而宏只是在预处理的地方把代码展开,不需要额外的空间和时间方面的开销,所以调用一个宏比调用一个函数更有效率。
但是宏也有很多的不尽人意的地方。
1、.宏不能访问对象的私有成员。
2、.宏的定义很容易产生二意性。
我们举个例子:
#define TABLE_MULTI(x) (x*x) |
我们用一个数字去调用它,TABLE_MULTI(10),这样看上去没有什么错误,结果返回100,是正确的,但是如果我们用TABLE_MULTI(10+10)去调用的话,我们期望的结果是400,而宏的调用结果是(10+10*10+10),结果是120,这显然不是我们要得到的结果。避免这些错误的方法,一是给宏的参数都加上括号。
#define TABLE_MULTI(x) ((x)*(x)) |
这样可以确保不会出错,但是,即使使用了这种定义,这个宏依然有可能出错,例如使用TABLE_MULTI(a++)调用它,他们本意是希望得到(a+1)*(a+1)的结果,而实际上呢?我们可以看看宏的展开结果: (a++)*(a++),如果a的值是4,我们得到的结果是5*6=30。而我们期望的结果是5*5=25,这又出现了问题。事实上,在一些C的库函数中也有这些问题。例如: Toupper(*pChar++)就会对pChar执行两次++操作,因为Toupper实际上也是一个宏。
我们可以看到宏有一些难以避免的问题,怎么解决呢?
下面就是用我要介绍的内联函数来解决这些问题,我们可以使用内联函数来取代宏的定义。而且事实上我们可以用内联函数完全取代预处理宏。
内联函数和宏的区别在于,宏是由预处理器对宏进行替代,而内联函数是通过编译器控制来实现的。而且内联函数是真正的函数,只是在需要用到的时候,内联函数像宏一样的展开,所以取消了函数的参数压栈,减少了调用的开销。你可以象调用函数一样来调用内联函数,而不必担心会产生于处理宏的一些问题。
我们可以用Inline来定义内联函数,不过,任何在类的说明部分定义的函数都会被自动的认为是内联函数。
下面我们来介绍一下内联函数的用法。
内联函数必须是和函数体申明在一起,才有效。像这样的申明Inline Tablefunction(int I)是没有效果的,编译器只是把函数作为普通的函数申明,我们必须定义函数体。
Inline tablefunction(int I) {return I*I}; |
这样我们才算定义了一个内联函数。我们可以把它作为一般的函数一样调用。但是执行速度确比一般函数的执行速度要快。
我们也可以将定义在类的外部的函数定义为内联函数,比如:
Class TableClass{ Private: Int I,j; Public: Int add() { return I+j;}; Inline int dec() { return I-j;} Int GetNum(); } inline int tableclass::GetNum(){ return I; } |
上面申明的三个函数都是内联函数。在C++中,在类的内部定义了函数体的函数,被默认为是内联函数。而不管你是否有inline关键字。
内联函数在C++类中,应用最广的,应该是用来定义存取函数。我们定义的类中一般会把数据成员定义成私有的或者保护的,这样,外界就不能直接读写我们类成员的数据了。对于私有或者保护成员的读写就必须使用成员接口函数来进行。如果我们把这些读写成员函数定义成内联函数的话,将会获得比较好的效率。
Class sample{ Private: Int nTest; Public: Int readtest(){ return nTest;} Void settest(int I) {nTest=I;} } |
当然,内联函数也有一定的局限性。就是函数中的执行代码不能太多了,如果,内联函数的函数体过大,一般的编译器会放弃内联方式,而采用普通的方式调用函数。这样,内联函数就和普通函数执行效率一样了。
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(1)什么是内联函数?
内联函数是指那些定义在类体内的成员函数,即该函数的函数体放在类体内。
(2)为什么要引入内联函数?
当然,引入内联函数的主要目的是:解决程序中函数调用的效率问题。另外,前面我们讲到了宏,里面有这么一个例子:
#define ABS(x) ((x)>0? (x):-(x))
当++i出现时,宏就会歪曲我们的意思,换句话说就是:宏的定义很容易产生二意性。
我们可以看到宏有一些难以避免的问题,怎么解决呢?前面我们已经尽力替换了。
下面我们用内联函数来解决这些问题。
(3)为什么inline能取代宏?
1、 inline 定义的类的内联函数,函数的代码被放入符号表中,在使用时直接进行替换,(像宏一样展开),没有了调用的开销,效率也很高。
2、 很明显,类的内联函数也是一个真正的函数,编译器在调用一个内联函数时,会首先检查它的参数的类型,保证调用正确。然后进行一系列的相关检查,就像对待任何一个真正的函数一样。这样就消除了它的隐患和局限性。
3、 inline 可以作为某个类的成员函数,当然就可以在其中使用所在类的保护成员及私有成员。
(4)内联函数和宏的区别?
内联函数和宏的区别在于,宏是由预处理器对宏进行替代,而内联函数是通过编译器控制来实现的。而且内联函数是真正的函数,只是在需要用到的时候,内联函数像宏一样的展开,所以取消了函数的参数压栈,减少了调用的开销。你可以象调用函数一样来调用内联函数,而不必担心会产生于处理宏的一些问题。内联函数与带参数的宏定义进行下比较,它们的代码效率是一样,但是内联欢函数要优于宏定义,因为内联函数遵循的类型和作用域规则,它与一般函数更相近,在一些编译器中,一旦关上内联扩展,将与一般函数一样进行调用,比较方便。
(5)什么时候用内联函数?
内联函数在C++类中,应用最广的,应该是用来定义存取函数。我们定义的类中一般会把数据成员定义成私有的或者保护的,这样,外界就不能直接读写我们类成员的数据了。对于私有或者保护成员的读写就必须使用成员接口函数来进行。如果我们把这些读写成
员函数定义成内联函数的话,将会获得比较好的效率。
Class A
{
Private:
int nTest;
Public:
int readtest() { return nTest;}
void settest(int I) { nTest=I; }
}
(6)如何使用内联函数?
我们可以用inline来定义内联函数。
inline int A (int x) { return 2*x; }
不过,任何在类的说明部分定义的函数都会被自动的认为是内联函数。
(7)内联函数的优缺点?
我们可以把它作为一般的函数一样调用,但是由于内联函数在需要的时候,会像宏一样展开,所以执行速度确比一般函数的执行速度要快。当然,内联函数也有一定的局限性。就是函数中的执行代码不能太多了,如果,内联函数的函数体过大,一般的编译器会放弃内联方式,而采用普通的方式调用函数。(换句话说就是,你使用内联函数,只不过是向编译器提出一个申请,编译器可以拒绝你的申请)这样,内联函数就和普通函数执行效率一样了。
(8)如何禁止函数进行内联?
如果使用VC++,可以使用/Ob命令行参数。当然,也可以在程序中使用 #pragma auto_inline达到相同的目的。
(9)注意事项:
1.在内联函数内不允许用循环语句和开关语句。
2.内联函数的定义必须出现在内联函数第一次被调用之前。