【C語言】內(nèi)聯(lián)函數(shù)總結(jié)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義

inline關鍵字是C99標準的型關鍵字，其作用是將函數(shù)展開，把函數(shù)的代碼復制到每一個調(diào)用處。這樣調(diào)用函數(shù)的過程就可以直接執(zhí)行函數(shù)代碼，而不發(fā)生跳轉(zhuǎn)、壓棧等一般性函數(shù)操作?？梢怨?jié)省時間，也會提高程序的執(zhí)行速度。

為什么需要內(nèi)聯(lián)函數(shù)

在C語言中，如果一些函數(shù)被頻繁的調(diào)用，不斷地用函數(shù)入棧，即函數(shù)棧，則會造成棧空間或者棧內(nèi)存的大量消耗，為了解決這個問題，特別的引入了inline關鍵字，表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

?？臻g指的是函數(shù)內(nèi)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間，在一個系統(tǒng)下，棧空間的資源是有限的，假如頻繁大量的使用就會因棧空間的不足而導致出錯，函數(shù)的死循壞遞歸調(diào)用的最終結(jié)果就是導致棧內(nèi)存空間的枯竭。

#include?<stdio.h>
//函數(shù)定義為inline即:內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline?char*?dbtest(int?a)?{
????return?(i?%?2?>?0)???"奇"?:?"偶";
}?
?
int?main()
{
???int?i?=?0;
???for?(i=1;?i?<?100;?i++)?{
???????printf("i:%d????奇偶性:%s?/n",?i,?dbtest(i));????
???}
}

上面的例子就是標準的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的用法，使用inline修飾帶來的好處我們表面看不出來，其實，在內(nèi)部的工作就是在每個for循環(huán)的內(nèi)部任何調(diào)用dbtest(i)的地方都換成了(i % 2 > 0) ? "奇" : "偶"，這樣就避免了頻繁調(diào)用函數(shù)對棧內(nèi)存重復開辟所帶來的消耗。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)注意事項

關鍵字inline必須與函數(shù)的定義體放在一起，才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，僅僅將inline放在函數(shù)聲明前面不起作用

如下風格的函數(shù)fun則成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

void?fun(int?x,?int?y);
inline?void?fun(int?x,?int?y)??//inline與函數(shù)的定義放在一起
{

}

關鍵字inline的使用是有所限制的

inline只適合函數(shù)體內(nèi)代碼比較簡單的函數(shù)使用，不能包含復雜的結(jié)構控制語句，例如while、switch，并且內(nèi)聯(lián)函數(shù)本身不能是直接遞歸函數(shù)（函數(shù)內(nèi)部調(diào)用自己的函數(shù)）。

inline僅是一個對編譯器的建議

inline函數(shù)僅僅是一個對編譯器的建議，所以最后能否真正內(nèi)聯(lián)，看編譯器的意思，它如果認為函數(shù)不復雜，能在調(diào)用點展開，就會真正內(nèi)聯(lián)，并不是說聲明了內(nèi)聯(lián)就會內(nèi)聯(lián)，聲明內(nèi)聯(lián)只是一個建議而已。

建議：inline函數(shù)的定義放在頭文件中

其次，因為內(nèi)聯(lián)函數(shù)要在調(diào)用點展開，所以編譯器必須隨處可見內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義，要不然就成了非內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用了。所以，這要求每個調(diào)用了內(nèi)聯(lián)函數(shù)的文件都出現(xiàn)了該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義。

因此，將內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義放在頭文件里實現(xiàn)是合適的，省卻你為每個文件實現(xiàn)一次的麻煩。

聲明跟定義要一致：如果在每個文件里都實現(xiàn)一次該內(nèi)聯(lián)函數(shù)的話，那么，最好保證每個定義都是一樣的，否則，將會引起未定義的行為。如果不是每個文件里的定義都一樣，那么，編譯器展開的是哪一個，那要看具體的編譯器而定。所以，最好將內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義放在頭文件中。

static和inline聯(lián)合使用

static是靜態(tài)修飾符，由其關鍵字修飾的變量會保存到全局數(shù)據(jù)區(qū)，對于普通的局部變量或者全局變量，都是由系統(tǒng)自動分配內(nèi)存的，并且當變量離開作用域的時候釋放掉，而使用static關鍵字來修飾，只有當程序結(jié)束時候才會釋放掉，使用static inline修飾時，函數(shù)僅在文件內(nèi)部可見，不會污染命名空間，另外，函數(shù)在運行過程中也會分配內(nèi)存空間，但是由于static的存在，就和修飾變量類似，它只會開辟一塊內(nèi)存空間。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)優(yōu)缺點

普通函數(shù)在調(diào)用過程中，會對寄存器中內(nèi)容進行上下文切換（push和pop操作），而內(nèi)聯(lián)函數(shù)則不需要，所以普通函數(shù)相比內(nèi)聯(lián)函數(shù)，耗時要多一些。

當函數(shù)使用次數(shù)比較多的時候，內(nèi)聯(lián)函數(shù)在每個調(diào)用的地方都會被展開，所以導致固件大小會變大，同一段代碼會多次重復出現(xiàn)在固件中。而普通函數(shù)則沒有此問題，不管調(diào)用的函數(shù)的次數(shù)多少，函數(shù)在固件中均只占用一處，空間利用率較高。inline函數(shù)其實就是空間換時間

inline 和宏的區(qū)別

雖然inline函數(shù)和帶參數(shù)的宏很像，但是在使用方法上和宏還是有很大區(qū)別的：

總結(jié)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)相比宏函數(shù)，會進行語法檢查。宏函數(shù)是在預處理階段生效，內(nèi)聯(lián)函數(shù)是在編譯階段進行語法檢查然后替換。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)相比普通函數(shù)，少了上下文切換的步驟所以執(zhí)行會更快一些。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)被多次調(diào)用，會使固件大小膨脹，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的高速是以空間來換時間。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)不可遞歸。

如果函數(shù)內(nèi)容太過于復雜，編譯器會忽略inline關鍵字，把他當成普通函數(shù)來處理。

本文參考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/448262183

https://zhuanlan.zhihu.com/p/50812510

https://cloud.tencent.com/developer/article/2224955