什么时候应该将函数设为内联？

Question

为什么我要做这样的事情呢？

inline double square (double x) { return x * x; }

替代

double square (double x) { return x * x; }

有什么区别吗？

- Pwnna

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可能是内联函数 vs 预处理器宏的重复问题。 - Steve Jessop

实际上有很多重复和相似的内容：http://stackoverflow.com/search?q=c%2B%2B+inline。其中一些答案比其他答案更好，有些错误地声明`inline`关键字会导致函数在所有调用站点内联，等等。那可能不是最接近的重复内容。 - Steve Jessop

同时参见 C++ FAQ 中的内联函数。该文对内联函数有很好的阐述。 - jww

Answer 1

前者（使用inline）允许您将该函数放在头文件中，从而可以在多个源文件中包含它。使用inline使标识符处于文件范围内，就像声明为static一样。如果不使用inline，则链接器会出现多个符号定义错误。

当然，这是另外一种提示编译器将函数编译为内联，直接嵌入到其使用的位置中（避免了调用函数的开销）。编译器不需要根据inline提示执行操作。

- Greg Hewgill

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我认为inline的目的是让编译器在调用函数时“展开”函数内容，这样就不会有vtable查找（或在CPU级别跳转到函数指令）。 - DJ.

你的第一个点是预期目的的一个[有用]副作用吗？ - Ian Fleeton

@Greg：它并不像“static”一样运作。如果是这样的话，每个翻译单元将对其函数副本拥有自己的所有权，并且链接器将把它们全部视为不同的函数（它们恰好具有相同的名称）。相反，“inline”指示链接器，如果它看到该函数的不同定义，则它们都是相同的，必须合并为一个。但是忽略了这个细节，它在大多数情况下表现得就像是“static”。 - GManNickG

@DJ：inline 不能防止虚表查找，你需要使用调用去虚拟化来实现。 - Ben Voigt

C++标准中有没有提到这些内容？ - Daniel Jour

Answer 2

在现代编译器上，可能没有太大区别。即使没有添加 inline 关键字也可能会进行内联，而使用 inline 关键字也不一定能实现内联。

- Ben Jackson

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有道理，我从参考资料和10年前的经验中得出了结论。 - Ian Fleeton

Answer 3

有区别。 https://isocpp.org/wiki/faq/inline-functions.

当你指定函数为内联函数时，你让编译器把方法的代码放到调用它的任何地方。

void myfunc() {
  square(2);
}

与...完全相同

void myfunc() {
   2 * 2;
}

调用函数有助于代码的清晰度，但当调用该函数时，本地状态必须被推送到堆栈中，为方法设置新的本地状态，并在完成后弹出先前的状态。这是很多额外开销。

现在，如果您提高优化级别，编译器将做出决策，例如展开循环或内联函数。编译器仍然可以忽略内联语句。

- Erik Nedwidek

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我认为使用gcc编译器时，可以使用编译标志“-Winline”来警告函数不会被内联。如果你是个受虐狂，还可以将其与“-Werror”组合使用。 - patmanpato

编译器仍然可以忽略inline语句。事实上，现代的每个编译器都这样做。 - val is still with Monica

Answer 4

来自维基百科上的“内联函数”：

内联函数是一种编译器被要求进行内联展开的函数。

换句话说，程序员要求编译器在每个调用函数的地方插入函数的完整体，而不是生成调用函数的代码在函数定义的一个地方。编译器并不一定要遵守这个请求。

- johannesMatevosyan

Answer 5

inline 很好地配合了 过程抽象 的概念：

inline double square (double x) { return x*x;}

int squareTwice(double x) {
    double first = square(x);
    double second = square(x);
    return first * second; 
}

以上基本类似于以下内容：

int squareTwice(double x) {
    double first = x*x;
    double second = x*x;
    return first * second; 
}

这是因为当编译器内联扩展函数调用时，函数的代码被插入到调用者的代码流中；因此，将第二个示例程序过程化抽象为第一个示例程序可能更容易一些。

过程化抽象使得将常规程序分解为更小的子程序成为可能，这样做更容易阅读（尽管这可能是一种风格选择）。

- Gio Borje

Answer 6

内联函数，如果编译器允许，将在调用它的代码中包含内联函数，就好像没有调用任何函数一样（就好像您将逻辑放在调用函数中），从而避免了函数调用开销。

- Ian Fleeton

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即使使用了 inline 关键字，编译器也不一定会将函数内联。 - Marlon

@Alex Marlon并没有说编译器不会内联该函数，只是它不必这样做。这两件事情非常不同。 - Michael Dorst