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  • 有返回值的inline函数
    2020-11-21 07:50:34

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    当程序执行函数调用指令时,CPU将存储该函数调用后指令的内存地址,将函数的参数复制到堆栈上,最后将控制权转移到指定的函数。然后,CPU执行函数代码,将函数返回值存储在预定义的内存位置/寄存器中,并将控制权返回给调用函数。如果函数的执行时间少于从调用者函数到被调用函数(被调用者)的切换时间,则这可能会成为开销。对于大型函数和/或执行复杂任务的函数,与函数运行所花费的时间相比,函数调用的开销通常微不足道。但是,对于小型的常用功能,进行函数调用所需的时间通常比实际执行函数代码所需的时间多得多。对于小功能,由于小功能的执行时间少于切换时间,因此会产生开销。

    C++提供了inline函数,以减少函数调用的开销。内联函数是在调用时在行中扩展的函数。调用内联函数时,将在内联函数调用时插入或替换内联函数的整个代码。替换由C++编译器在编译时执行。如果内联函数很小,则可以提高效率。

    inline函数看起来像函数,动作像函数,但是又比宏方便很多,调用inline函数省去了参数压栈、生成汇编语言的 CALL调用、返回参数、执行return等过程所花费的额外开销。不过inline函数也有缺点:增加目标码的大小。因为inline函数的设计思想是对该函数的所有调用都用函数本身替换掉,和宏定义一样,但是比宏定义用起来要简单很多。而且inline的调试同样很难。

    所以,inline函数对于函数体积很小,却又频繁调用这样的函数来说,可能比函数调用产生的代码更少,但是效率却不可同日而语。有一点需要注意的是:inline只是对编译器提出一个申请,并不是强制命令。编译器可以忽略内联请求。 在以下情况下,编译器可能不会执行内联:

    • 如果函数包含循环。(对于while,do-while)
    • 如果函数包含静态变量。
    • 如果函数是递归的。
    • 如果函数的返回类型不是void,并且函数主体中不存在return语句。
    • 如果函数包含switch或goto语句。

    inline可以显示声明,也可以隐式声明。隐式声明方式是将函数定义在类定义之中(函数定义时没有inline关键字),编译器也会当作inline函数。另外,定义在类中的friend函数也会被隐式声明为inline函数。

    显式声明的时候必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联,仅将inline放在函数声明前面不起任何作用。定义函数内联的语法为:

    inline 

    此外,inline函数通常放在头文件中,因为大多数build environments在编译期进行inlining,编译器必须知道函数什么样子才能把函数调用替换成函数本体

    大多数virtual函数不能inlining:因为virtual直到运行时才知道调用哪个函数,而inline是在执行前进行替换。此外,对于通过函数指针进行的调用编译器通常不会inlining,下面是一个实例:

    inline 

    内联函数的优点:

    1. 不会发生函数调用开销。
    2. 调用函数时,还节省了push / pop变量在栈上的开销。
    3. 它还节省了从函数返回调用的开销。
    4. 内联函数时,可以使编译器对函数主体执行特定于上下文的优化。对于正常的函数调用,这种优化是不可能的。通过考虑调用上下文和被调用上下文的流程可以获得其他优化。
    5. 内联函数可能对于嵌入式系统有用(如果很小),因为内联函数所产生的代码少于函数调用的前导和返回。

    内联函数的缺点:

    1. 内联函数中添加的变量消耗了额外的寄存器,在内联函数之后,如果要使用寄存器的变量编号增加,则它们可能会增加寄存器变量资源利用的开销。这意味着当在函数调用点替换内联函数主体时,该函数使用的变量总数也会被插入。因此,将用于变量的寄存器数量也将增加。因此,如果函数内联后的变量数急剧增加,则肯定会导致寄存器利用率增加。
    2. 如果使用太多的内联函数,则由于重复执行相同的代码,二进制可执行文件的大小将很大。
    3. 过多的内联也会降低指令Cache命中率,从而降低了从高速缓存到主存储器的指令获取速度。
    4. 如果有人更改了内联函数中的代码,则内联函数可能会增加编译时间开销,然后必须重新编译所有调用位置,这是因为编译器将需要再次替换所有代码以反映更改,否则它将继续使用旧功能。
    5. 内联函数对于许多嵌入式系统可能没有用。因为在嵌入式系统中,代码大小比速度更重要。
    6. 内联函数可能会导致崩溃,因为内联可能会增加二进制可执行文件的大小。内存溢出会导致计算机性能下降。

    Note:

    • 将大多数内联限制在小的,经常调用的函数中。这有助于调试和二进制可升级性,最大程度地减少潜在的代码膨胀,并最大程度地提高程序速度。
    • 不要仅仅因为函数模板出现在头文件中就声明inline。

    Reference

    Effective C++

    https://www.geeksforgeeks.org/inline-functions-cpp/

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  • 然后,CPU执行功能代码,将功能返回值存储在预定义的存储位置/寄存器中,并将控制权返回给调用函数。如果函数的执行时间少于从调用者函数到被调用函数(被调用者)的切换时间,则这可能会成为开销...
    4d7437a62e0c33390c7df1be301f0324.png

    内联函数是C++的重要功能之一。首先让我们了解为什么使用内联函数,以及内联函数的目的是什么?

    当程序执行函数调用指令时,CPU将存储该函数调用后指令的内存地址,将函数的参数复制到堆栈上,最后将控制权转移到指定的函数。然后,CPU执行功能代码,将功能返回值存储在预定义的存储位置/寄存器中,并将控制权返回给调用函数。如果函数的执行时间少于从调用者函数到被调用函数(被调用者)的切换时间,则这可能会成为开销。对于大型函数和/或执行复杂任务的函数,与函数运行所花费的时间相比,函数调用的开销通常微不足道。但是,对于常用的小型函数而言,进行函数调用所需的时间通常比实际执行函数代码所需的时间要多得多。对于小功能,由于小功能的执行时间少于切换时间,因此会产生开销。

    C++提供了一个内联函数,以减少函数调用的开销。内联函数是在调用时在行中扩展的函数。调用内联函数时,将在内联函数调用时插入或替换内联函数的整个代码。此替换由C++编译器在编译时执行。如果内联函数很小,则可以提高效率。

    定义函数内联的语法为:

    inline return-type function-name(parameters){    // function code}  

    请记住,内联只是对编译器的请求,而不是命令。编译器可以忽略内联请求。在以下情况下,编译器可能不会执行内联:

    1)如果函数包含循环。(for, while, do-while)

    2)如果函数包含静态变量。

    3)如果函数是递归的。

    4)如果函数的返回类型不是void,并且函数主体中不存在return语句。

    5)如果函数包含switch或goto语句。

    内联函数具有以下优点

    1)不会发生函数调用开销。

    2)调用函数时,还节省了push/pop变量在栈上的开销。

    3)它还节省了从函数返回调用的开销。

    4)内联函数时,可以使编译器对函数主体执行特定于上下文的优化。对于正常的函数调用,这种优化是不可能的。通过考虑调用上下文和被调用上下文的流程可以获得其他优化。

    5)内联函数可能对于嵌入式系统有用(如果很小),因为内联函数所产生的代码少于函数调用的前导和返回。

    内联函数的缺点

    1)内联函数中添加的变量会占用额外的寄存器,在内联函数之后,如果要使用寄存器的变量数量增加,则它们可能会增加寄存器变量资源利用的开销。这意味着当在函数调用点替换内联函数主体时,该函数使用的变量总数也会被插入。所以用于变量的寄存器数量也将增加。因此,如果在函数内联变量数之后急剧增加,那么肯定会导致寄存器利用率的开销。

    2)如果使用太多的内联函数,则由于重复执行相同的代码,二进制可执行文件的大小将很大。

    3)过多的内联也会降低指令高速缓存命中率,从而降低了从高速缓存到主存储器的指令获取速度。

    4)内联函数可能会增加编译时间开销如果有人更改内联函数中的代码,则必须重新编译所有调用位置,因为编译器需要再次替换所有代码以反映更改,否则将继续使用旧功能。

    5)内联函数对于许多嵌入式系统可能没有用。因为在嵌入式系统中,代码大小比速度更重要。

    6)内联函数可能会导致崩溃,因为内联可能会增加二进制可执行文件的大小。内存溢出会导致计算机性能下降。

    下面的程序演示了如何使用内联函数。

    #include  using namespace std; inline int cube(int s) {     return s*s*s; } int main() {     cout << "The cube of 3 is: " << cube(3) << "";     return 0; } //Output: The cube of 3 is: 27 

    内联函数和类

    也可以在类内部定义内联函数。实际上,该类内部定义的所有函数都是隐式内联的。因此,这里也适用所有内联函数的限制。如果需要在类中显式声明内联函数,则只需在类内部声明函数,然后使用inline关键字在类外部定义函数。

    例如:

    class S { public:     inline int square(int s) // redundant use of inline     {         // this function is automatically inline         // function body     } }; 

    上面的样式被认为是不好的编程样式。最好的编程风格是只在类内部编写函数的原型,并将其指定为函数定义中的内联。

    例如:

    class S { public:     int square(int s); // declare the function };   inline int S::square(int s) // use inline prefix {   }

    下面的程序演示了此概念:

    #include  using namespace std; class operation {     int a,b,add,sub,mul;     float div; public:     void get();     void sum();     void difference();     void product();     void division(); }; inline void operation :: get() {     cout << "Enter first value:";     cin >> a;     cout << "Enter second value:";     cin >> b; }   inline void operation :: sum() {     add = a+b;     cout << "Addition of two numbers: " << a+b << ""; }   inline void operation :: difference() {     sub = a-b;     cout << "Difference of two numbers: " << a-b << ""; }   inline void operation :: product() {     mul = a*b;     cout << "Product of two numbers: " << a*b << ""; }   inline void operation ::division() {     div=a/b;     cout<

    输出:

    Enter first value: 45Enter second value: 15Addition of two numbers: 60Difference of two numbers: 30Product of two numbers: 675Division of two numbers: 3 

    宏有什么问题?

    熟悉C语言的读者知道C语言使用宏。预处理程序直接在宏代码内替换所有宏调用。建议始终使用内联函数而不是宏。根据C++的创建者Bjarne Stroustrup博士的说法,在C++中几乎不需要宏,而且它们容易出错。在C++中使用宏存在一些问题。宏无法访问班级的私人成员。宏无法访问类的私有成员。宏看起来像函数调用,但实际上不是。

    示例:

    #include  using namespace std; class S {     int m; public: #define MAC(S::m)    // error };

    C++编译器检查内联函数的参数类型,并且正确执行了必要的转换。预处理程序宏无法执行此操作。另一件事是,宏由预处理器管理,内联函数由C++编译器管理。

    记住:在类中定义的所有函数都是隐式内联的,C++编译器将执行这些函数的内联调用,但是如果函数是虚函数,则C++编译器不能执行内联。原因是对虚拟函数的调用是在运行时而不是编译时解析的。虚拟方式要等到运行时才进行,而内联在编译期间执行,如果编译器不知道将调用哪个函数,它如何执行内联?

    要记住的另一件事是,仅当函数调用期间花费的时间比函数主体执行时间多时,才使函数内联是有用的。内联函数完全无效的示例:

    inline void show() {     cout << "value of S = " << S << endl; }

    上面的函数执行起来相对要花很长时间。通常,执行输入输出(I/O)操作的功能不应定义为内联函数,因为它会花费大量时间。从技术上讲,show()函数的内联是有限的,因为I/O语句花费的时间远远超过了函数调用的开销。

    根据您使用的编译器,如果函数未以内联方式展开,编译器可能会显示警告。

    最后要记住的是,内联函数是C++的宝贵特性。适当使用内联函数可以提高性能,但如果内联函数被任意使用,则无法提供更好的结果。换句话说,不要期望程序有更好的性能。不要让每个函数都内联。最好保持内联函数尽可能小。

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  • 本篇要学习的内容和知识结构概览函数的参数及其传递方式1. 函数参数传递方式传值: 传变量值: 将实参内存中的内容拷贝一份给形参, 两者是不同的两块内存 传地址值: 将实参所对应的内存空间的地址值给形参, 形参是一...

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    本篇要学习的内容和知识结构概览

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    函数的参数及其传递方式

    1. 函数参数传递方式

    传值:

        传变量值: 将实参内存中的内容拷贝一份给形参, 两者是不同的两块内存

        传地址值: 将实参所对应的内存空间的地址值给形参, 形参是一个指针, 指向实参所对应的内存空间

    传引用:

        形参是对实参的引用, 形参和实参是同一块内存空间

    2. 对象作为函数参数, 也就是传变量值

    将实参对象的值传递给形参对象, 形参是实参的备份, 当在函数中改变形参的值时, 改变的是这个备份中的值, 不影响原来的值

    像这样:

    51008bfabef3ab61d2dfc718f41e0c1e.png

    3. 对象指针作为函数参数, 也就是传地址值

    形参是对象指针, 实参是对象的地址值, 虽然参数传递方式仍然是传值方式, 因为形参和实参的地址值一样, 所以它们都指向同一块内存, 我们通过指针更改所指向的内存中的内容, 所以当在函数中通过形参改变内存中的值时, 改变的就是原来实参的值

    像这样:

    abd3866bb7eff01e4f33efc998024384.png

    对于数组, 因数组名就是代表的数组首地址, 所以数组也能用传数组地址值的方式

    af7a4abaca2cd3adedadaa33ce5b432e.png

    4. 引用作为函数参数, 也就是传地址(注意: 这里不是地址值)

    在函数调用时, 实参对象名传给形参对象名, 形参对象名就成为实参对象名的别名. 实参对象和形参对象代表同一个对象, 所以改变形参对象的值就是改变实参对象的值

    像这样:

    cd07bc3b72bb133a7d5e01619f766580.png

    优点: 引用对象不是一个独立的对象,不单独占内存单元, 而对象指针要另外开辟内存单元(内存中放实参传过来的地址),所以传引用比传指针更好用。

    5. 默认参数

    不要求程序在调用时必须设定该参数, 而由编译器在需要时给该参数赋默认值. 

    规则1:当程序需要传递特定值时需要显式的指明. 默认参数必须在函数原型中说明.

    如果函数在main函数后面定义, 而在声明中设置默认参数, 在定义中不需要设置默认参数

    像这样:

    e0b8a567c18b75e7bae324225f4be72c.png

    如果函数在main函数前面定义, 则在定义中设置默认参数

    像这样:

    4616cb2106715f02f541452712d3bbcb.png

    规则2:默认参数可以多于一个,但必须放在参数序列的后部。

    像这样:

    可以有一个默认参数:void PrintValue(int a, int b, int c = 0);

    可以是有多个默认参数:void PrintValue(int a, int b = 0, int c = 0);

    不可以在中间设置默认参数:void PrintValue(int a, int b = 0, int c);

    规则3:如果一个默认参数需要指定一个特定值时,则在此之前的所有参数都必须赋值

    a688a9067bc96ce9f2b969cc95d76b46.png

    6. 使用const保护数据

    用const修饰要传递的参数, 该函数只能使用参数, 而无权修改参数, 以提高系统的自身安全.

    像这样:

    76fed954409a32a81719d10c817bfa0b.png

    函数返回值

    C++函数返回值类型可以是除数组和函数以外的任何类型

    当返回值是指针或引用对象时, 需要注意函数返回值所指的对象必须存在, 因此不能将函数内部的局部对象作为函数返回值, 因为函数内, 局部变量或者对象在函数运行完毕后内存就释放啦

    1. 返回引用的函数

    函数可以返回一个引用, 目的是为了让该函数位于赋值运算符的左边

    格式: 数据类型 & 函数名(参数列表);

    像这样:

    f77753175aef7640b1e6927fc6e4b405.png

    2. 返回指针的函数

    返回值是存储某种数据类型数据的内存地址, 这种函数称为指针函数

    格式: 数据类型 * 函数名(参数列表);

    像这样:

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    3. 返回对象的函数

    格式: 数据类型 函数名(参数列表);

    像这样:

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    4. 函数返回值作为函数参数

    如果函数返回值作为另一个函数的参数, 那么这个返回值必须与另一个函数的参数类型一致

    像这样:

    e3d01b8f073a69c0d0df7430d5251841.png

    内联函数

    1. 内联函数的概念

    使用关键字inline声明的函数称为内联函数, 内联函数必须在程序中第一次调用此函数的语句出现之前定义, 这样编译器才知道内联函数的函数休, 然后进行替换

    像这样:

    eb1ae33c7b3db2894578c47bb2adc39f.png

    2. 注意

    在C++中, 除具有循环语句, switch语句的函数不能说明为内联函数外, 其它函数都可以说明为内联函数.

    3. 作用

    使用内联函数可以提高程序执行速度, 但如果函数体语句多, 则会增加程序代码量.

    函数重载和默认参数

    1. 函数重载

    一个函数名具有多种功能, 具有多种形态, 称这种我为多态性, 一个名字, 多个函数

    函数重载要满足的条件:

    参数类型不同或者参数个数不同

    像这样:

    c3b06fec1f099badb198620d2ec73c26.png

    2. 函数重载与默认参数

    当函数重载与默认参数相结合时, 能够有效减少函数个数及形态, 缩减代码规模.

    这样我们每种数据类型只保留一个函数即可完成我们的功能, 直接少了两个函数.

    像这样:

    8fbf0b83e79a8b25454311a984b693c7.png

    如果使用默认参数, 就不能对参数个数少于默认个数的函数形态进行重载, 只能对于多于默认参数个数的函数形态进行重载.

    像这样:

    3c7dbda9548909fe4962e5e2f5b67e33.png

    函数模板

    从而上面可以看出, 它们是逻辑功能完全一样的函数, 所提供的函数体也一样, 区别仅仅是数据类型不同, 为了统一的处理它们, 引入了函数模板. 

    现在我们的函数从4个缩减成一个, 但是我们的功能没有减少, 反而增加了. 比如我们可以计算char, float类型

    1. 什么是函数模板

    在程序设计时没有使用实际存在的类型, 而是使用虚拟的参数参数, 故其灵活性得到加强.

    当用实际的类型来实例化这种函数时, 就好像按照模板来制造新的函数一样, 所以称为函数模板

    格式: 一般用T来标识类型参数, 也可以用其它的

    Template  

    像这样:

    a05ee9e71f356d52de8773fedbe55669.png

    当用用函数模板与具体的数据类型连用时, 就产生了模板函数, 又称为函数模板实例化

    2. 函数模板的参数

    函数模板名(参数列表);

    我们可以将参数列表的数据强制转换为指定的数据类型

    像这样:int sumValue2 = sumWithValue(3.2, 5.1);

    我们将参数列表里的数据强制转换为int类型, 再参与计算

    也可以样:double sumValue2 = sumWithValue(3.2, (double)5);

    我们也可以将参数列表里的单个参数进行强制类型转换, 再参与计算

    不过我们一般不会加上模板参数.

    3. 使用关键字typename

    用途就是代替template参数列表中的关键字class

    像这样

    template

    只是将class替换为typename, 其它一样使用.

    强烈建议大家使用typename, 因为它就是为模板服务的, 而class是在typename出现之前使用的, 它还有定义类的作用, 不直观, 也会在一些其它地方编译时报错.

    总结:

    可能对于初学者来说, 函数有点不是很好理解, 包括我当初也是, 不要想得过于复杂, 其实它就是一段有特定功能的代码, 只不过我们给这段代码起了个名字而已, 这样就会提高代码的可读性和易维护性。

    自学C/C++编程难度很大,不妨和一些志同道合的小伙伴一起学习成长!

    C语言C++编程学习交流QQ群,【1121833361】有一些源码和资料分享,欢迎转行也学习编程的伙伴,和大家一起交流成长会比自己琢磨更快哦!

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  • #include 函数对象FunctionObjectType fo;...类型;速度比function pointor更快。例程中,async要调用函数,我们实现了多种调用方式。f1:函数对象是新建出来的;f2:调用了print函数指针,并传入了参数;f3:使用l...
    #include 

    函数对象

    FunctionObjectType fo;//定义一个变量
    fo(...)//调用operator()

    函数是一个对象,并不是一个简单的函数指针:void fo(...)。

    1. 拥有状态;
    2. 有类型;
    3. 速度比function pointor更快。

    例程中,async要调用函数,我们实现了多种调用方式。

    • f1:函数对象是新建出来的;
    • f2:调用了print函数指针,并传入了参数;
    • f3:使用lamda作为函数参数,引用了b;
    • f4:直接把函数对象传入;
    • f5:调用成员函数,给出了哪个成员函数,哪个对象的成员函数,及成员函数需要的参数。

    LAMDA

    C++11 Lambda函数 - WindSun - 博客园​www.cnblogs.com
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    5a7437fa7e4768e676c0947821ed0060.png

    [捕捉列表] (参数) mutable -> 返回值类型 {函数体}

    auto	

    上例展示如何使用[=]以捕获父域所有对象的拷贝。

    可以把a赋值给e,但是不能直接使用a.print()。

    上例还展示了如何明确指出返回值的数据类型。

    Lambda与STL

      从C++11开始,Lambda被广泛用在STL中,比如foreach。与函数指针比起来,函数指针有巨大的缺陷:

    1.函数定义在别处,阅读起来很困难;

    2.使用函数指针,很可能导致编译器不对其进行inline优化,循环次数太多时,函数指针和Lambda比起来性能差距太大。函数指针不能应用在一些运行时才能决定的状态,在没有C++11时,只能用函数对象。使得学习STL算法的代价大大降低。

    但是Lambda并不是仿函数的完全代替者。由Lambda的捕捉列表的限制造成的,仅能捕捉副作用域的变量。放函数具有天生跨作用域共享的特征。

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    inline函数定义 内联函数的编程风格 慎用内联 inline 和 预处理的区别
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  • 嵌入式Linux:C++ 面试准备珍藏版本​zhuanlan.zhihu.com 明月照我心:123道c++笔试题汇总(含答案)​...- hongcha_717 - 博客园​www.cnblogs.com 链接: define和inline有什么区别?__牛客网​www.nowcoder.com
  • C++ inline 函数简介

    万次阅读 多人点赞 2016-07-31 22:39:37
    inline 函数inline 关键字定义,引入 inline 函数的主要原因是用它替代 C 中复杂易错不易维护的宏函数
  • inline函数详解

    2016-05-06 11:02:37
    (一)inline函数(摘自C++ Primer的第三版) 在函数声明或定义中函数返回类型前加上关键字inline即把min()指定为内联。  inline int min(int first, int secend) {/****/};  inline 函数对编译器而言必须是可见...
  • C语言inline函数

    2017-06-03 14:59:29
    c/c++中的inline,使用在函数声明处,表示程序员请求编译器在此函数的被调用处将此函数实现插入,而不是像普通函数那样生成调用代码(申请是否有效取决于编译器)。一般地说,这样作的优点是省掉了调用函数的开销;...
  • c语言中inline函数

    2016-09-08 11:05:17
    c语言中的的内联(inline)函数 发表于 2011 年 01 月 26 日 由 admin c/c++中的inline,使用在函数声明处,表示程序员请求编译器在此函数的被调用处将此函数实现插入,而不是像普通函数那样生成调用代码...
  • C++inline函数简介

    2019-06-03 09:36:13
    1.inline函数简介 inline函数是由inline关键字来定义,引入inline函数的主要原因是用它替代C中复杂易错不易维护的宏函数。 inline(小心,不是online),翻译成“内联”或“内嵌”。意指:当编译器发现某段代码在...
  • //inline(内联)函数:将普通的函数定义为inline函数,可以避免普通函数入栈出栈的开销,它是将函数内的代码直接粘贴到调用处。除此之外,它和普通函数无异。//要成为inline函数必须具备以下几点://1、函数代码很短...
  • 在一个函数定义中,函数体之前的所有部分称为函数头,它给出了...函数原型语句与函数头也细微的差别,在函数原型语句中,其参数表中的每个参数允许只保留参数类型,而省略参数名,并且若使用参数名也允许与函数头...
  • 内联函数与constexpr函数
  • inline函数和宏定义区别 整理

    千次阅读 2017-09-15 13:42:48
     内联函数和普通函数相比可以加快程序运行的速度,因为不需要中断调用,在编译的时候内联函数可以直接呗镶嵌到目标代码中。内联函数要做参数类型检查,这是内联... inline是指嵌入代码,就是在调用函数的地方不是跳转

空空如也

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有返回值的inline函数

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