C++ 内联函数

一、内联函数

函数是一个可以重复使用的代码块，CPU 会一条一条地挨着执行其中的代码。CPU 在执行主调函数代码时如果遇到了被调函数，主调函数就会暂停，CPU 转而执行被调函数的代码；被调函数执行完毕后再返回到主调函数，主调函数根据刚才的状态继续往下执行。

一个 C/C++程序的执行过程可以认为是多个函数之间的相互调用过程，它们形成了一个或简单或复杂的调用链条，这个链条的起点是 main()，终点也是 main()。当 main() 调用完了所有的函数，它会返回一个值（例如return 0;）来结束自己的生命，从而结束整个程序。

函数调用是有时间和空间开销的。程序在执行一个函数之前需要做一些准备工作，要将实参、局部变量、返回地址以及若干寄存器都压入栈中，然后才能执行函数体中的代码；函数体中的代码执行完毕后还要清理现场，将之前压入栈中的数据都出栈，才能接着执行函数调用位置以后的代码。

如果函数体代码比较多，需要较长的执行时间，那么函数调用机制占用的时间可以忽略；如果函数只有一两条语句，那么大部分的时间都会花费在函数调用机制上，这种时间开销就就不容忽视。

为了消除函数调用的时空开销，C++ 提供一种提高效率的方法，即在编译时将函数调用处用函数体替换，类似于C语言中的宏展开。这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数（Inline Function），又称内嵌函数或者内置函数。

inline int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

二、内联函数的作用

• 提高程序执行效率：对于一些功能简单、代码短小且被频繁调用的函数，使用内联函数可以减少函数调用的开销。因为每次函数调用都需要进行一系列的操作，如保存当前函数的上下文、参数传递、跳转到函数地址执行、返回结果等，而内联函数直接将代码展开在调用处，避免了这些额外的开销，从而提高程序的运行速度。
• 增强代码的可读性：内联函数将函数体直接嵌入到调用处，使得代码的逻辑更加清晰，尤其是对于一些简单的操作，阅读代码的人可以直接看到函数的具体实现，而不需要跳转到函数定义处去查看。

三、内联函数与普通函数的区别

四、内联函数的定义和使用方法

• 定义内联函数：如前文所述，在函数声明或定义前加上关键字inline即可定义一个内联函数。既可以在函数声明时添加inline关键字，也可以在函数定义时添加，例如：

// 函数声明为内联函数
inline int max(int a, int b); 

// 函数定义为内联函数
inline int max(int a, int b) {
    return (a > b)? a : b;
}

调用

int main() {
    int num1 = 5, num2 = 10;
    int result = max(num1, num2);
    return 0;
}