前言:?

本心得只適合給那些擁有C語言基礎(chǔ) (系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)過C語言(以找工作為目標(biāo)，學(xué)校老師教的一律視作沒學(xué)))，了解一些底層機(jī)制，用C實(shí)現(xiàn)過一些基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (順序表、鏈表、隊(duì)列與棧、初等二叉樹、十大經(jīng)典排序等) ) 的人觀看。如果你不滿足上述條件就不要在這里浪費(fèi)時(shí)間了。

本人在寫專欄上的技術(shù)力并不好，如果你覺得這篇文章在排版上有需要改進(jìn)的地方可以在評(píng)論區(qū)留言并附上具體操作流程。

本人目前是大二在讀生，目前剛開始學(xué)習(xí)C++相關(guān)知識(shí)，如果有大佬發(fā)現(xiàn)哪里介紹的不對(duì)或者有疏漏歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我盡量在發(fā)現(xiàn)的第一時(shí)間糾正。

好，廢話不多講，我們進(jìn)入正題。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)

1. 宏函數(shù)與內(nèi)聯(lián)函數(shù)

在開始我們正式講解之前，先問一個(gè)小問題，怎么用宏函數(shù)寫一個(gè)Add？哎呀寫個(gè)Add，這不是章口就......？宏函數(shù)，我想想，應(yīng)該是這樣的。

好像不對(duì)，哦，我想起來了，宏是替換，不能加分號(hào)。

感覺...還少了點(diǎn)什么，對(duì)，差一個(gè)括號(hào)。

完美，調(diào)試也沒出問題，就它了。

but，這還是錯(cuò)的，正確的寫法是這樣的。

它為什么這么寫，我相信大家心里都有數(shù)。但我估計(jì)如果不給正確示范老司機(jī)可能也會(huì)翻車。這就說明了宏函數(shù)的第一個(gè)問題，容易出現(xiàn)語法錯(cuò)誤。宏函數(shù)的第二個(gè)問題就是無法調(diào)試，更坑人。但宏函數(shù)也有一些好處，第一，沒有類型檢查更靈活，不過在后面我們會(huì)學(xué)模板，這個(gè)優(yōu)勢(shì)就等于不存在。第二，節(jié)省函數(shù)棧幀調(diào)用所導(dǎo)致的時(shí)間消耗。所以，為了解決宏函數(shù)的缺陷，內(nèi)聯(lián)函數(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼，只需要在函數(shù)前面加上inline關(guān)鍵字就可以了。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)解決了宏函數(shù)的所有問題，并保留了其可原地展開的優(yōu)點(diǎn)。首先，內(nèi)聯(lián)函數(shù)不可能寫出像宏一樣的語法問題，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)除了前面的關(guān)鍵字，其余部分與函數(shù)完全一樣，而函數(shù)是我們?cè)缇蛯憼€的東西。其次，如果沒有人為修改編譯器設(shè)置，內(nèi)聯(lián)函數(shù)在debug模式下可以像常規(guī)函數(shù)一樣調(diào)試，只有在release模式下才會(huì)和宏一樣原地展開。

對(duì)比一二兩張圖，很明顯第二張圖里沒有call語句（常規(guī)函數(shù)調(diào)用的關(guān)鍵指令），這說明使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)確實(shí)不會(huì)建立函數(shù)棧幀。

2.?內(nèi)聯(lián)函數(shù)的特性

這里要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，inline關(guān)鍵字只是一個(gè)請(qǐng)求，不是強(qiáng)制性的，也就是說，一個(gè)函數(shù)是不是內(nèi)聯(lián)函數(shù)需要經(jīng)過編譯器審核，一般情況下過長(zhǎng)的函數(shù)不會(huì)成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，舉個(gè)例子：

讓我們把代碼改短一點(diǎn)

編譯器這么做自然有它的理由，這里我們假設(shè)編譯器不會(huì)檢查內(nèi)聯(lián)函數(shù)展開后的匯編指令數(shù)目，再定義一個(gè)函數(shù)void func()，假設(shè)它展開有10000行匯編指令（假定函數(shù)在調(diào)用處展開與建立函數(shù)棧幀生成的匯編指令數(shù)相同（以這個(gè)函數(shù)的體量來說，這點(diǎn)不同完全可以忽略）），分別以內(nèi)聯(lián)函數(shù)與常規(guī)函數(shù)的形式調(diào)用100次，那么以常規(guī)函數(shù)形式調(diào)用只有10100行匯編指令（每個(gè)調(diào)用處只有一句call指令），以內(nèi)聯(lián)函數(shù)形式調(diào)用就會(huì)在每個(gè)調(diào)用處生成10000行匯編指令，加在一起就是1000000行，相差近100倍。這就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問題------代碼膨脹，最近原神不是新出了一個(gè)楓丹壓縮包，據(jù)說解壓后有60G，經(jīng)過這樣的反向優(yōu)化說不定就變成了80個(gè)G，得不償失。

其次，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明與定義與一般函數(shù)有所不同。

常規(guī)的跨文件調(diào)用會(huì)出現(xiàn)鏈接錯(cuò)誤。

test.cpp

test.h

inline.cpp

再來另一段代碼

test.cpp（修改后）

test.h（修改后）

inline.cpp（修改后）

這怎么就過了，上面的怎么就不行。還記得我們?cè)趦?nèi)聯(lián)函數(shù)與常規(guī)函數(shù)最大的區(qū)別嗎？不需要call指令，這就意味著內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地址并不需要進(jìn)入符號(hào)表（call指令調(diào)用函數(shù)要用到函數(shù)地址），編譯器也是這么做的。但是，我們把內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明與定義裝到了兩個(gè)不同的文件里，因此，鏈接器只能被迫在符號(hào)表里尋找內(nèi)聯(lián)函數(shù)的地址，結(jié)果可想而知，找不到。

在修改后的版本里，我們沒有直接跨文件調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)，而是通過常規(guī)函數(shù)作為橋梁，間接達(dá)到了跨文件調(diào)用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的效果。不過，這個(gè)方案很挫，下面才是真正的解決方案。

test.h（二次再版）

inline.cpp（二次再版）

原理很簡(jiǎn)單，既然內(nèi)聯(lián)函數(shù)不能跨文件調(diào)用，那統(tǒng)一在文件內(nèi)調(diào)用不就行了，結(jié)果確實(shí)符合預(yù)期。

而且，因?yàn)閮?nèi)聯(lián)函數(shù)不進(jìn)入符號(hào)表的特性，因頭文件被多個(gè)源文件包含所導(dǎo)致的鏈接沖突問題并不會(huì)發(fā)生。

別急，再講一個(gè)運(yùn)算符重載，我們就有對(duì)象了，待會(huì)見。