C++箴言：理解inline化的介入和排除

inline 函数——多么棒的主意啊！它们看起来像函数，它们产生的效果也像函数，它们在各方面都比宏好得太多太多，而你却可以在调用它们时不招致函数调用的成本。你还有什么更多的要求呢？

实际上你得到的可能比你想的更多，因为避免函数调用的成本只是故事的一部分。在典型情况下，编译器的优化是为了一段连续的没有函数调用的代码设计的，所以当你 inline 化一个函数，你可能就使得编译器能够对函数体实行上下文相关的特殊优化。大多数编译器都不会对 "outlined" 函数调用实行这样的优化。

然而，在编程中，就像在生活中，没有免费午餐，而 inline 函数也不例外。一个 inline 函数背后的思想是用函数本体代替每一处对这个函数的调用，而且不必拿着统计表中的 Ph.D. 就可以看出这样可能会增加你的目标代码的大小。在有限内存的机器上，过分热衷于 inline 化会使得程序对于可用空间来说过于庞大。即使使用了虚拟内存，inline 引起的代码膨胀也会导致附加的分页调度，减少指令缓存命中率，以及随之而来的性能损失。

在另一方面，如果一个 inline 函数本体很短，为函数本体生成的代码可能比为一个函数调用生成的代码还要小。如果是这种情况，inline 化这个函数可以实际上导致更小的目标代码和更高的指令缓存命中率！ 记住，inline 是向编译器发出的一个请求，而不是一个命令。这个请求能够以显式的或隐式的方式提出。隐式的方法就是在一个类定义的内部定义一个函数：

这样的函数通常是成员函数，不过我们知道友元函数也能被定义在类的内部，如果它们在那里，它们也被隐式地声明为 inline。

显式的声明一个 inline 函数的方法是在它的声明之前加上 inline 关键字。例如，以下就是标准 max 模板（来自 ）经常用到的的实现方法：

max 是一个模板的事实引出一个观察结论：inline 函数和模板一般都是定义在头文件中的。这就使得一些程序员得出结论断定函数模板必须是 inline。这个结论是非法的而且有潜在的危害，所以它值得我们考察一下。 inline 函数一般必须在头文件内，因为大多数构建环境在编译期间进行 inline 化。为了用被调用函数的函数本体替换一个函数调用，编译器必须知道函数看起来像什么样子。（有一些构建环境可以在连接期间进行 inline 化，还有少数几个——比如，基于 .NET Common Language Infrastructure (CLI) 的控制环境——居然能在运行时 inline 化。然而，这些环境都是例外，并非规则。inline 化在大多数 C++ 程序中是一个编译时行为。）

模板一般在头文件内，因为编译器需要知道一个模板看起来像什么以便用到它时对它进行实例化。（同样，也不是全部如此。一些构建环境可以在连接期间进行模板实例化。然而，编译期实例化更为普遍。） 模板实例化与 inline 化无关。如果你写了一个模板，而且你认为所有从这个模板实例化出来的函数都应该是 inline 的，那么就声明这个模板为 inline，这就是上面的 std::max 的实现被做的事情。但是如果你为没有理由要 inline 化的函数写了一个模板，就要避免声明这个模板为 inline（无论显式的还是隐式的）。inline 化是有成本的，而且你不希望在毫无预见的情况下遭遇它们。我们已经说到 inline 化是如何引起代码膨胀的，但是，还有其它的成本，过一会儿

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