您应该在现代 C 中使用内联函数吗？

现代 C 中内联函数的优点和权衡

为了追求优化的性能，内联函数的概念已经被提出这是 C 开发人员争论的话题，特别是考虑到编译器技术和硬件功能的进步。本文深入探讨了在当今编程环境中使用内联函数的优点和缺点。

内联函数的优点

• 提升性能： 通过将内联代码合并到调用者的函数中，程序可以最大限度地减少与函数调用和返回相关的开销。因此，可以提高性能，特别是对于具有有限数量的短语句的函数，例如简单的访问器。
• 头文件放置：可以在头文件中定义内联函数，而无需触发链接器错误，允许它们包含在多个编译单元中。这有利于模块化和代码可重用性。

内联函数的缺点

• 代码膨胀：内联非平凡函数可以显着增加代码大小，导致潜在的分页问题并减少编译器优化。
• 封装妥协：内联函数暴露了对象的实现细节，可能会破坏封装原则。此限制在 PImpl 模式的上下文中尤其相关。
• 编译依赖性： 对内联函数代码的更改需要重新编译所有使用它的代码，因为内联过程发生在编译时。
• 头文件混乱：定义内联函数标头中的内容会增大其大小，从而降低重要信息的可见性，例如类方法声明。

内联机制

• 编译器有自行决定权内联函数，无论是否存在 inline 关键字。相反，非内联函数可以基于编译器或链接器优化进行内联。
• 内联函数通过将代码复制并粘贴到调用函数中来进行操作，这与预处理器宏不同，后者会造成命名空间污染和调试挑战。
• 在类体内定义的类成员函数被认为是隐式内联的，尽管编译器仍然可以选择推迟内联。
• 虚拟方法通常是不可内联的，但是当编译器可以明确确定特定函数体内的对象类型时，就会出现异常。
• 模板函数可能并不总是内联的，尽管它们包含在内在标题中。

内联进步

模板元编程使编译器能够在编译时推断出函数的结果。因此，复杂的算法有时可以转换为简单的返回语句，从而显着加快代码执行速度。这是一种“极端内联”形式，既罕见又对计算要求很高。

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