如何编写高效的 C++ 内联函数？

内联函数通过直接插入函数主体到调用处来提升小型函数的性能。关键步骤包括：使用 inline 关键字声明内联函数。适用于小函数（通常少于 5-10 行代码）以避免函数调用开销。谨慎内联大型函数，因为它会增加代码大小和编译时间。注意内联函数中的 mutable 对象的可见性限制。

如何编写高效的 C++ 内联函数

引言

内联函数是一种在编译期间将函数主体直接插入调用处的 C++ 特性，它可以显着提高小型函数的性能。通过减少函数调用开销，内联函数可以优化代码执行速度。

语法

inline 关键字用于声明内联函数：

inline 返回值类型 函数名(参数列表) {
  // 函数体
}

使用实战案例

考虑一个计算两数之和的函数：

// 非内联版本
int add(int a, int b) {
  return a + b;
}

我们可以将此函数重写为内联：

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

性能优势

当调用 non-inline add() 函数时，编译器将生成以下汇编代码：

call    add

这会产生一个函数调用开销，包括压栈参数、跳转到函数地址、执行函数体和返回调用处。

对于内联 add() 函数，编译器将直接插入函数体到调用处：

add eax, ebx

这消除了函数调用开销，从而提高了性能。

最佳实践

• 将小函数设为内联：内联对于小函数（通常少于 5-10 行代码）非常有效，因为其开销远小于函数调用的开销。
• 避免内联大型函数：内联大型函数会增加代码大小并可能导致编译时间变长。
• 谨慎使用 mutable：在内联函数中修改 mutable 对象后，应注意其可见性限制。

结论

内联函数是一种强大的 C++ 特性，可用于提高小型函数的性能。通过理解其语法、使用最佳实践并在实战案例中应用内联，您可以显著提升代码的效率。

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