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C++基础语法梳理:inline 内联函数!虚函数可以是内联函数吗?

ccvgpt 2024-11-12 09:55:30 基础教程 5 ℃

上节我们分析了C++基础语法的const,static以及 this 指针,那么这节内容我们来看一下 inline 内联函数吧!

inline 内联函数

特征

C++基础语法梳理:inline 内联函数!虚函数可以是内联函数吗?

相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处;

相当于不用执行进入函数的步骤,直接执行函数体;

相当于宏,却比宏多了类型检查,真正具有函数特性;

编译器一般不内联包含循环、递归、switch 等复杂操作的内联函数;

在类声明中定义的函数,除了虚函数的其他函数都会自动隐式地当成内联函数。

inline 使用

// 声明1(加 inline,建议使用)
inline int functionName(int first, int second,...);

// 声明2(不加 inline)
int functionName(int first, int second,...);

// 定义
inline int functionName(int first, int second,...) {/****/};

// 类内定义,隐式内联
class A {
    int doA() { return 0; }         // 隐式内联
}

// 类外定义,需要显式内联
class A {
    int doA();
}
inline int A::doA() { return 0; }   // 需要显式内联

编译器对 inline 函数的处理步骤

将 inline 函数体复制到 inline 函数调用点处;

为所用 inline 函数中的局部变量分配内存空间;

将 inline 函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中;

如果 inline 函数有多个返回点,将其转变为 inline 函数代码块末尾的分支(使用 GOTO)。

优缺点

优点

内联函数同宏函数一样将在被调用处进行代码展开,省去了参数压栈、栈帧开辟与回收,结果返回等,从而提高程序运行速度。

内联函数相比宏函数来说,在代码展开时,会做安全检查或自动类型转换(同普通函数),而宏定义则不会。

在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数,因此内联函数可以访问类的成员变量,宏定义则不能。

内联函数在运行时可调试,而宏定义不可以。

缺点

代码膨胀。内联是以代码膨胀(复制)为代价,消除函数调用带来的开销。如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。另一方面,每一处内联函数的调用都要复制代码,将使程序的总代码量增大,消耗更多的内存空间。

inline 函数无法随着函数库升级而升级。inline函数的改变需要重新编译,不像 non-inline 可以直接链接。

是否内联,程序员不可控。内联函数只是对编译器的建议,是否对函数内联,决定权在于编译器。

虚函数(virtual)可以是内联函数(inline)吗?

虚函数可以是内联函数,内联是可以修饰虚函数的,但是当虚函数表现多态性的时候不能内联。

内联是在编译器建议编译器内联,而虚函数的多态性在运行期,编译器无法知道运行期调用哪个代码,因此虚函数表现为多态性时(运行期)不可以内联。

inline virtual 唯一可以内联的时候是:编译器知道所调用的对象是哪个类(如 Base::who()),这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。

虚函数内联使用

#include <iostream>  
using namespace std;
class Base
{
public:
	inline virtual void who()
	{
		cout << "I am Base\n";
	}
	virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
	inline void who()  // 不写inline时隐式内联
	{
		cout << "I am Derived\n";
	}
};

int main()
{
	// 此处的虚函数 who(),是通过类(Base)的具体对象(b)来调用的,编译期间就能确定了,所以它可以是内联的,但最终是否内联取决于编译器。 
	Base b;
	b.who();

	// 此处的虚函数是通过指针调用的,呈现多态性,需要在运行时期间才能确定,所以不能为内联。  
	Base *ptr = new Derived();
	ptr->who();

	// 因为Base有虚析构函数(virtual ~Base() {}),所以 delete 时,会先调用派生类(Derived)析构函数,再调用基类(Base)析构函数,防止内存泄漏。
	delete ptr;
	ptr = nullptr;

	system("pause");
	return 0;
} 

那么今天的分享就到这里了,希望对大家有帮助~喜欢的话可以支持一下哟!

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