Effective C++ 条款30：透彻了解 inlining 的里里外外

条款30：透彻了解 inlining 的里里外外

明确声明 inline 函数的做法是在其定义式前加上关键字 inline。使用 inline 关键字时，编译器会尝试将函数代码插入到每个调用该函数的地方，而不是进行传统的函数调用。这样做可以减少函数调用的开销，提升程序的执行效率，但也可能带来代码膨胀问题。

使用 inlining 的最佳实践

1. 适用于小型、频繁调用的函数
   将大多数 inline 限制在小型且被频繁调用的函数身上。这样可以最大化性能提升的机会，避免代码膨胀，同时避免过度调试时的复杂性。

inline int square(int x) {  // 小型函数，适合 inline
    return x * x;
}

2. 避免函数模板过度 inline
   即使函数模板出现在头文件中，也不应当仅仅因为它们在头文件中而声明为 inline。如果函数模板太复杂，内联可能会带来不必要的性能损失，并导致编译时间增加。

template<typename T>
inline T add(T a, T b) { // 如果模板函数很复杂，不一定要 inline
    return a + b;
}

使用 inlining 时需要注意的事项

1. 代码膨胀
   将函数体嵌入到每个调用点会导致二进制文件的膨胀，尤其是在函数被多次调用的情况下。膨胀过多可能会导致程序变慢，因为它会增加代码缓存的负担。

2. 调试困难
   在内联函数的调试过程中，调试器可能无法单独跟踪内联的代码，因为编译器可能会直接将内联代码展开到每个调用位置。过多的内联函数可能导致调试变得更加复杂。

3. 性能提升
   在合适的情况下，内联函数可以减少函数调用的开销，尤其是对于简单的、短小的函数来说，内联带来的性能提升尤为显著。

何时避免使用 inlining

1. 复杂函数
   对于大而复杂的函数，内联可能导致二进制膨胀并引起性能问题。对于这些函数，最好依赖编译器的优化技术而不是强制内联。

2. 递归函数
   递归函数一般不适合内联，因为递归的展开会导致栈溢出或者增加不必要的计算开销。

3. 模板函数的谨慎使用
   在模板函数中，除非函数非常简单，否则不应默认将其声明为内联。复杂的模板函数可能会导致过度的代码膨胀。

总结

• 使用 inline 关键字可以提升小型、频繁调用函数的性能。
• 内联的主要优势在于减少函数调用开销，但要小心避免代码膨胀。
• 不要因函数模板出现在头文件中就默认使用 inline，而是根据函数的复杂性和使用情况决定是否内联。
• 理解并合理使用 inline 能够有效提升程序的执行效率并减少不必要的调试难度。