內(nèi)聯(lián)函數(shù)詳解

什么是內(nèi)聯(lián)性和外聯(lián)函數(shù)

類的成員函數(shù)可以分為內(nèi)聯(lián)函數(shù)和外聯(lián)函數(shù)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)是指那些定義在類體內(nèi)的成員函數(shù)，即該函數(shù)的函數(shù)體放在類體內(nèi)。而說(shuō)明在類體內(nèi)，定義在類體外的成員函數(shù)叫外聯(lián)函數(shù)。外聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體在類的實(shí)現(xiàn)部分。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)在調(diào)用時(shí)不是像一般的函數(shù)那樣要轉(zhuǎn)去執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)的函數(shù)體，執(zhí)行完成后再轉(zhuǎn)回調(diào)用函數(shù)中，執(zhí)行其后語(yǔ)句，而是在調(diào)用函數(shù)處用內(nèi)聯(lián)函數(shù)體的代碼來(lái)替換，這樣將會(huì)節(jié)省調(diào)用開銷，提高運(yùn)行速度。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)與前面講過(guò)的帶參數(shù)的宏定義進(jìn)行一下比較，它們的代碼效率是一樣的，但是內(nèi)聯(lián)函數(shù)要優(yōu)于宏定義，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)遵循函數(shù)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，調(diào)試比較方便。

外聯(lián)函數(shù)變成內(nèi)聯(lián)函數(shù)的方法很簡(jiǎn)單，只要在函數(shù)頭前面加上關(guān)鍵字inline就可以了。

#include iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
A(int x, int y) //內(nèi)聯(lián)函數(shù)
{
X=x;Y=y;
}
int a() //內(nèi)聯(lián)函數(shù)
{
return X;
}
int b() //內(nèi)聯(lián)函數(shù)
{
return Y;
}
int c();
int d();
private:
int X,Y;
};
//inline定義內(nèi)聯(lián)函數(shù)
inline int A::c()
{
return a()+b();
}
inline int A::d()
{
return c();
}

void main()
{
A m(3,5);
int I=m.d();
coutd()return:Iendl;
}

輸出結(jié)果：

d（）return：8

說(shuō)明：類A中，直接定義了3個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，又使用inline定義了2個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)的意義

函數(shù)是一種更高級(jí)的抽象。它的引入使得編程者只關(guān)心函數(shù)的功能和使用方法，而不必關(guān)心函數(shù)功能的具體實(shí)現(xiàn)；函數(shù)的引入可以減少程序的目標(biāo)代碼，實(shí)現(xiàn)程序代碼和數(shù)據(jù)的共享。但是，函數(shù)調(diào)用也會(huì)帶來(lái)降低效率的問(wèn)題，因?yàn)檎{(diào)用函數(shù)實(shí)際上將程序執(zhí)行順序轉(zhuǎn)移到函數(shù)所存放在內(nèi)存中某個(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)去前要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)并記憶執(zhí)行的地址，轉(zhuǎn)回后先要恢復(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)間和空間方面的開銷，于是將影響其效率。特別是對(duì)于一些函數(shù)體代碼不是很大，但又頻繁地被調(diào)用的函數(shù)來(lái)講，解決其效率問(wèn)題更為重要。引入內(nèi)聯(lián)函數(shù)實(shí)際上就是為了解決這一問(wèn)題。

在程序編譯時(shí)，編譯器將程序中出現(xiàn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體來(lái)進(jìn)行替換。顯然，這種做法不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)去轉(zhuǎn)回的問(wèn)題，但是由于在編譯時(shí)將函數(shù)體中的代碼被替代到程序中，因此會(huì)增加目標(biāo)程序代碼量，進(jìn)而增加空間開銷，而在時(shí)間代銷上不象函數(shù)調(diào)用時(shí)那么大，可見(jiàn)它是以目標(biāo)代碼的增加為代價(jià)來(lái)?yè)Q取時(shí)間的節(jié)省。

在程序中，調(diào)用其函數(shù)時(shí)，該函數(shù)在編譯時(shí)被替代，而不是像一般函數(shù)那樣是在運(yùn)行時(shí)被調(diào)用。

使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)注意的事項(xiàng)

內(nèi)聯(lián)函數(shù)具有一般函數(shù)的特性，它與一般函數(shù)所不同之處只在于函數(shù)調(diào)用的處理。一般函數(shù)進(jìn)行調(diào)用時(shí)，要將程序執(zhí)行權(quán)轉(zhuǎn)到被調(diào)用函數(shù)中，然后再返回到調(diào)用它的函數(shù)中；而內(nèi)聯(lián)函數(shù)在調(diào)用時(shí)，是將調(diào)用表達(dá)式用內(nèi)聯(lián)函數(shù)體來(lái)替換。在使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

1.在內(nèi)聯(lián)函數(shù)內(nèi)不允許用循環(huán)語(yǔ)句和開關(guān)語(yǔ)句。

如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)有這些語(yǔ)句，則編譯將該函數(shù)視同普通函數(shù)那樣產(chǎn)生函數(shù)調(diào)用代碼，遞歸函數(shù)（自己調(diào)用自己的函數(shù)）是不能被用來(lái)做內(nèi)聯(lián)函數(shù)的。內(nèi)聯(lián)函數(shù)只適合于只有1～5行的小函數(shù)。對(duì)一個(gè)含有許多語(yǔ)句的大函數(shù)，函數(shù)調(diào)用和返回的開銷相對(duì)來(lái)說(shuō)微不足道，所以也沒(méi)有必要用內(nèi)聯(lián)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

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。

3.本欄目講到的類結(jié)構(gòu)中所有在類說(shuō)明內(nèi)部定義的函數(shù)是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。