【C語言】內聯(lián)函數總結

內聯(lián)函數定義

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

為什么需要內聯(lián)函數

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

棧空間指的是函數內數據的內存空間，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?？臻g的不足而導致出錯，函數的死循壞遞歸調用的最終結果就是導致棧內存空間的枯竭。

#include?<stdio.h>
//函數定義為inline即:內聯(lián)函數
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聯(lián)函數的用法，使用inline修飾帶來的好處我們表面看不出來，其實，在內部的工作就是在每個for循環(huán)的內部任何調用dbtest(i)的地方都換成了(i % 2 > 0) ? "奇" : "偶"，這樣就避免了頻繁調用函數對棧內存重復開辟所帶來的消耗。

內聯(lián)函數注意事項

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

如下風格的函數fun則成為內聯(lián)函數：

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

}

關鍵字inline的使用是有所限制的

inline只適合函數體內代碼比較簡單的函數使用，不能包含復雜的結構控制語句，例如while、switch，并且內聯(lián)函數本身不能是直接遞歸函數（函數內部調用自己的函數）。

inline僅是一個對編譯器的建議

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

建議：inline函數的定義放在頭文件中

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

因此，將內聯(lián)函數的定義放在頭文件里實現是合適的，省卻你為每個文件實現一次的麻煩。

聲明跟定義要一致：如果在每個文件里都實現一次該內聯(lián)函數的話，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，最好將內聯(lián)函數定義放在頭文件中。

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據區(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，只有當程序結束時候才會釋放掉，使用static inline修飾時，函數僅在文件內部可見，不會污染命名空間，另外，函數在運行過程中也會分配內存空間，但是由于static的存在，就和修飾變量類似，它只會開辟一塊內存空間。

內聯(lián)函數優(yōu)缺點

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

當函數使用次數比較多的時候，內聯(lián)函數在每個調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在固件中。而普通函數則沒有此問題，不管調用的函數的次數多少，函數在固件中均只占用一處，空間利用率較高。inline函數其實就是空間換時間

inline 和宏的區(qū)別

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

總結

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

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

內聯(lián)函數被多次調用，會使固件大小膨脹，內聯(lián)函數的高速是以空間來換時間。

內聯(lián)函數不可遞歸。

如果函數內容太過于復雜，編譯器會忽略inline關鍵字，把他當成普通函數來處理。

本文參考

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

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

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