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內(nèi)聯(lián)函數(shù)(inline)

[復(fù)制鏈接]
ID:108615 發(fā)表于 2016-3-13 17:16 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
介紹內(nèi)聯(lián)函數(shù)之前,有必要介紹一下預(yù)處理宏。內(nèi)聯(lián)函數(shù)的功能和預(yù)處理宏的功能相似。相信大家都用過(guò)預(yù)處理宏,我們會(huì)經(jīng)常定義一些宏,如:
#define TABLE_COMP(x) ((x)>0?(x):0)
就定義了一個(gè)宏。
  為什么要使用宏呢?因?yàn)楹瘮?shù)的調(diào)用必須要將程序執(zhí)行的順序轉(zhuǎn)移到函數(shù)所存放在內(nèi)存中的某個(gè)地址,將函數(shù)的程序內(nèi)容執(zhí)行完后,再返回到轉(zhuǎn)去執(zhí)行該函數(shù)前的地方。這種轉(zhuǎn)移操作要求在轉(zhuǎn)去執(zhí)行前要保存現(xiàn)場(chǎng)并記憶執(zhí)行的地址,轉(zhuǎn)回后要恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng),并按原來(lái)保存地址繼續(xù)執(zhí)行。因此,函數(shù)調(diào)用要有一定的時(shí)間和空間方面的開(kāi)銷,于是將影響其效率。而宏只是在預(yù)處理的地方把代碼展開(kāi),不需要額外的空間和時(shí)間方面的開(kāi)銷,所以調(diào)用一個(gè)宏比調(diào)用一個(gè)函數(shù)更有效率。
  但是宏也有很多的不盡人意的地方。
  1、.宏不能訪問(wèn)對(duì)象的私有成員。
  2、.宏的定義很容易產(chǎn)生二意性。
  我們舉個(gè)例子:
#define TABLE_MULTI(x) (x*x)
  我們用一個(gè)數(shù)字去調(diào)用它,TABLE_MULTI(10),這樣看上去沒(méi)有什么錯(cuò)誤,結(jié)果返回100,是正確的,但是如果我們用TABLE_MULTI(10+10)去調(diào)用的話,我們期望的結(jié)果是400,而宏的調(diào)用結(jié)果是(10+10*10+10),結(jié)果是120,這顯然不是我們要得到的結(jié)果。避免這些錯(cuò)誤的方法,一是給宏的參數(shù)都加上括號(hào)。
#define TABLE_MULTI(x) ((x)*(x))
  這樣可以確保不會(huì)出錯(cuò),但是,即使使用了這種定義,這個(gè)宏依然有可能出錯(cuò),例如使用TABLE_MULTI(a++)調(diào)用它,他們本意是希望得到(a+1)*(a+1)的結(jié)果,而實(shí)際上呢?我們可以看看宏的展開(kāi)結(jié)果: (a++)*(a++),如果a的值是4,我們得到的結(jié)果是5*6=30。(編譯器的不同造成不同的結(jié)果)而我們期望的結(jié)果是5*5=25,這又出現(xiàn)了問(wèn)題。事實(shí)上,在一些C的庫(kù)函數(shù)中也有這些問(wèn)題。例如: Toupper(*pChar++)就會(huì)對(duì)pChar執(zhí)行兩次++操作,因?yàn)門oupper實(shí)際上也是一個(gè)宏。
  我們可以看到宏有一些難以避免的問(wèn)題,怎么解決呢?
  下面就是用我要介紹的內(nèi)聯(lián)函數(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題,我們可以使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)來(lái)取代宏的定義。而且事實(shí)上我們可以用內(nèi)聯(lián)函數(shù)完全取代預(yù)處理宏。
為什么inline能取代宏?
1、 inline 定義的類的內(nèi)聯(lián)函數(shù),函數(shù)的代碼被放入符號(hào)表中,在使用時(shí)直接進(jìn)行替換,(像宏一樣展開(kāi)),沒(méi)有了調(diào)用的開(kāi)銷,效率也很高。
2、 很明顯,類的內(nèi)聯(lián)函數(shù)也是一個(gè)真正的函數(shù),編譯器在調(diào)用一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí),會(huì)首先檢查它的參數(shù)的類型,保證調(diào)用正確。然后進(jìn)行一系列的相關(guān)檢查,就像對(duì)待任何一個(gè)真正的函數(shù)一樣。這樣就消除了它的隱患和局限性。
3、 inline 可以作為某個(gè)類的成員函數(shù),當(dāng)然就可以在其中使用所在類的保護(hù)成員及私有成員
內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏的區(qū)別?
內(nèi)聯(lián)函數(shù)和宏的區(qū)別在于,宏是由預(yù)處理器對(duì)宏進(jìn)行替代,而內(nèi)聯(lián)函數(shù)是通過(guò)編譯器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而且內(nèi)聯(lián)函數(shù)是真正的函數(shù),只是在需要用到的時(shí)候,內(nèi)聯(lián)函數(shù)像宏一樣的展開(kāi),所以取消了函數(shù)的參數(shù)壓棧,減少了調(diào)用的開(kāi)銷。你可以象調(diào)用函數(shù)一樣來(lái)調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù),而不必?fù)?dān)心會(huì)產(chǎn)生于處理宏的一些問(wèn)題。內(nèi)聯(lián)函數(shù)與帶參數(shù)的宏定義進(jìn)行下比較,它們的代碼效率是一樣,但是內(nèi)聯(lián)歡函數(shù)要優(yōu)于宏定義,因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)遵循的類型和作用域規(guī)則,它與一般函數(shù)更相近,在一些編譯器中,一旦關(guān)上內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展,將與一般函數(shù)一樣進(jìn)行調(diào)用,比較方便。
  我們可以用Inline來(lái)定義內(nèi)聯(lián)函數(shù),不過(guò),任何在類的說(shuō)明部分定義的函數(shù)都會(huì)被自動(dòng)的認(rèn)為是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
  下面我們來(lái)介紹一下內(nèi)聯(lián)函數(shù)的用法。
  內(nèi)聯(lián)函數(shù)必須是和函數(shù)體申明在一起,才有效。像這樣的申明Inline Tablefunction(int I)是沒(méi)有效果的,編譯器只是把函數(shù)作為普通的函數(shù)申明,我們必須定義函數(shù)體。
Inline tablefunction(int I) {return I*I};
  這樣我們才算定義了一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)。我們可以把它作為一般的函數(shù)一樣調(diào)用。但是執(zhí)行速度確比一般函數(shù)的執(zhí)行速度要快。
  我們也可以將定義在類的外部的函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù),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;
}
 上面申明的三個(gè)函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。在C++中,在類的內(nèi)部定義了函數(shù)體的函數(shù),被默認(rèn)為是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。而不管你是否有inline關(guān)鍵字。
  內(nèi)聯(lián)函數(shù)在C++類中,應(yīng)用最廣的,應(yīng)該是用來(lái)定義存取函數(shù)。我們定義的類中一般會(huì)把數(shù)據(jù)成員定義成私有的或者保護(hù)的,這樣,外界就不能直接讀寫(xiě)我們類成員的數(shù)據(jù)了。對(duì)于私有或者保護(hù)成員的讀寫(xiě)就必須使用成員接口函數(shù)來(lái)進(jìn)行。如果我們把這些讀寫(xiě)成員函數(shù)定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)的話,將會(huì)獲得比較好的效率。
Class sample{
 Private:
  Int nTest;
 Public:
  Int readtest(){ return nTest;}
 Void settest(int I) {nTest=I;}
}
  當(dāng)然,內(nèi)聯(lián)函數(shù)也有一定的局限性。就是函數(shù)中的執(zhí)行代碼不能太多了(1.在內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)不允許用循環(huán)語(yǔ)句和開(kāi)關(guān)語(yǔ)句。
2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的定義必須出現(xiàn)在內(nèi)聯(lián)函數(shù)第一次被調(diào)用之前),如果,內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體過(guò)大,一般的編譯器會(huì)放棄內(nèi)聯(lián)方式,而采用普通的方式調(diào)用函數(shù)。這樣,內(nèi)聯(lián)函數(shù)就和普通函數(shù)執(zhí)行效率一樣了。


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