C語言內(nèi)聯(lián)函數(shù)，提升C技巧必備

內(nèi)聯(lián)函數(shù)是C語言從C++中借鑒過來的，適當(dāng)?shù)氖褂脙?nèi)聯(lián)函數(shù)可以提高程序的執(zhí)行效率。本篇文章就來講解下內(nèi)聯(lián)函數(shù)，趕緊來看下吧！

一、函數(shù)調(diào)用

在講內(nèi)聯(lián)函數(shù)之前，我們需要先了解函數(shù)調(diào)用，而函數(shù)調(diào)用，又不得不說函數(shù)調(diào)用的開銷。

一個函數(shù)執(zhí)行的時候，經(jīng)常會調(diào)用另一個函數(shù)，比如執(zhí)行函數(shù)A時，我們需要對一些數(shù)據(jù)進行處理，將運算結(jié)果暫存在R0寄存器，接著要調(diào)用另一個函數(shù)B，而函數(shù)B也用到了R0這個寄存器（用于保存函數(shù)的返回值），原本函數(shù)A暫存在R0寄存器的值就被改變了，這樣做肯定不行。

現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的做法都是會在執(zhí)行函數(shù)B之前，先把R0寄存器的值保存到堆棧中，函數(shù)B執(zhí)行結(jié)束后，再將堆棧中的值恢復(fù)到R0寄存器中，然后函數(shù)A繼續(xù)執(zhí)行，這樣對于數(shù)據(jù)處理就不會有任何問題了。

但是，函數(shù)調(diào)用卻消耗一定的時間進行切換，這段時間用來保存現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場，大約相當(dāng)于一兩條語句的執(zhí)行時間，這就是函數(shù)調(diào)用帶來的開銷。

假如函數(shù)B很小，只有一兩行代碼，從上圖我們可以看出，真正只有函數(shù)B執(zhí)行代碼的那段時間是對我們有用的，切換帶來的就是額外的成本開銷了，如果函數(shù)A里面多次調(diào)用函數(shù)B，那開銷就更明顯了。

二、內(nèi)聯(lián)函數(shù)

函數(shù)B很小，又被頻繁的調(diào)用，可能函數(shù)調(diào)用的切換時間比函數(shù)內(nèi)代碼的執(zhí)行時間還長，這樣明顯劃不來，那么我們就可以將這個函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)(加上 inline)，編譯器在編譯時，會把內(nèi)聯(lián)函數(shù)的實現(xiàn)替換到每個調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地方(可以與宏函數(shù)做類比)，在調(diào)用處將代碼展開，相當(dāng)于自動將函數(shù)B的代碼在調(diào)用它的地方復(fù)制了一份副本，沒有了保護現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場的時間，從而節(jié)省了函數(shù)調(diào)用的開銷。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)一般要求如下：

1. 函數(shù)體積小，通常5行以內(nèi)；

2. 被頻繁調(diào)用；

3. 函數(shù)內(nèi)無復(fù)雜的實現(xiàn)，比如：while、for循環(huán)，switch，遞歸等；

4. 函數(shù)沒有包含靜態(tài)變量。

來看一個簡單的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的例子：

#include

//將函數(shù)max_value聲明為inline
inlineintmax_value(intx,inty)
{
return(x>y)?x:y;
}

intmain()
{
inta=1,b=2;
intm;
m=max_value(a,b);

return0;
}

intmain()
{
inta=1,b=2;
intm;
m=(1>2)?1:2;

return0;
}

在c++ 中定義在類里面的函數(shù)，默認情況下都是內(nèi)聯(lián)的，比如下面這種情況：

#include
usingnamespacestd;

classHunTalk_Linux
{
public:
//默認是內(nèi)聯(lián)函數(shù)
intmax_value(intx,inty)
{
return(x>y)?x:y;
}
};

intmain()
{
return0;
}

注意：函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)，僅僅是對編譯器的建議，如果函數(shù)比較復(fù)雜，編譯器會將其看做普通函數(shù)。

三、內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏

前面講到可以與宏函數(shù)做類比，那么就納悶了，為什么不直接定義一個宏，而是定義一個內(nèi)聯(lián)函數(shù)？存在即合理，自然有它存在的道理，相對于宏，內(nèi)聯(lián)函數(shù)提供了更好的方法：

參數(shù)類型檢查。編譯過程中，宏調(diào)用并不執(zhí)行類型檢查，甚至連正常參數(shù)也不檢查，內(nèi)聯(lián)函數(shù)雖然具有宏的展開特性，但其本質(zhì)仍是函數(shù)，編譯器仍可以對其進行參數(shù)檢查，而宏就不具備這個功能。

在宏中的編譯錯誤很難發(fā)現(xiàn)，因為它們引用的是擴展的代碼，而不是程序員鍵入的。

便于調(diào)試。內(nèi)聯(lián)函數(shù)代碼的調(diào)試信息通常比擴展的宏代碼更有用，它同樣可以支持斷點、單步......等調(diào)試功能。

接口封裝。有些內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以用來封裝一個接口，而宏不具備這個特性。

四、總結(jié)

引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)主要是解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)造成額外時間開銷的問題，但是也要在符合一定內(nèi)聯(lián)函數(shù)的情況下使用。

使用很多的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，每個調(diào)用該函數(shù)的地方都需要替換成函數(shù)體，代碼量就會增加，代碼量就會增加也同時帶來了潛在的編譯時間的增加。

算法里面有個概念叫空間換時間，就是使用內(nèi)存占用更大的算法換取執(zhí)行速度的提升，所以說適當(dāng)?shù)氖褂脙?nèi)聯(lián)函數(shù)可以提高程序的執(zhí)行效率。

審核編輯：湯梓紅