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一、基本说明
C++标准中提到,一个编译单元是指一个.cpp文件以及它所include的所有.h文件,.h文件里的代码将会被扩展到包含它的.cpp文件里,然后编译器编译该.cpp文件为一个.obj文件,后者拥有PE[PortableExecutable,即Windows可执行文件]文件格式,并且本身包含的就已经是二进制码,但是,不一定能够执行,因为并不保证其中一定有main函数。当编译器将一个工程里的所有.cpp文件以分离的方式编译完毕后,再由连接器(linker)进行连接成为一个.exe文件。
模板函数
template <typename T> const T& compareMax(const T &a, const T &b ) { return a > b ? a : b; }
模板函数为对近似类型的共性操作的提取,然后在编译期间根据类型进行实例化(特化),因为编译期间能够检查函数类型。
内联函数
inline int compareMax(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
inline函数对编译器而言必须是可见的,以便它能够在调用点内展开该函数。与非inline函数不同的是,inline函数不是一次函数的跳转,而是指令的展开(从而提高执行效率)。如果内联函数过大,就会导致目标码过大,增加额外的换页行为,降低指令高速缓存装置的击中率。
二、头文件
1、区别&联系
模板函数一般声明为inline函数,但是不是必须的。一个是调用点的函数展开、一个为根据类型对函数的重载。两个功能没有必然要黏在的理由。也就是说函数模板先执行,通过函数模板产生一系列的函数,具体要拿这些函数当做函数调用还是当做内联展开,那就要看inline申请是否被编译器接受。
模板函数是需要实例化的,而inline函数不一定需要实例化(当使用到inline函数指针时,需要实例化)。
2、头文件
模板函数放在头文件是因为编译器检查类型,编译器看得见函数实现才能实例化模板。如果放到函数的模板的声明和实现分开,那么将会找不到模板实现从而后面引发链接错误(目前的编译器是如此)
inline函数放在头文件是因为方便统一,如果inline函数的定义和声明是分开的,而在另外一个文件中需要调用这些inline函数得时候,内联是无法在这些调用函数内展开的(上面得第二个例子),只能调用。这样内联函数在全局范围内就失去了作用。
三、代码实例
两个文件:
main.c中得代码如下
#include <stdio.h> #include "print_inline.h" int main(int argc, char *argv[]) { print_inline(); system("PAUSE"); return 0; }
#include <stdio.h> inline void print_inline() { printf("This is a inlinefunction\n"); }
# 3 "main.c" 2 # 1 "print_inline.h" 1 inline void print_inline() { printf("This is a inline function\n"); } # 4 "main.c" 2 int main(int argc, char *argv[]) { print_inline(); system("PAUSE"); return 0; }
很明显,在print_inline.h头文件中定义得函数print_inline()在main函数中被直接展开了,相当与我们把print_inline()函数的定义放在了main.c中,这样在编译的时候,编译器就可以把print_line()函数直接内联到main函数中。
# 3 "main.c" 2 # 1 "print_inline.h" 1 inline void print_inline(); # 4 "main.c" 2 int main(int argc, char *argv[]) { print_inline(); system("PAUSE"); return 0; }
这个时候,print_inline()函数将无法在main函数中内联,我们可以查看生成得main.s汇编代码中包含了如下
LM3: call _print_inline
其实原理很简单,就相当于用#include包含一个文件得时候,预处理得时候会直接展开这一个文件,如果文件中放有某个函数的定义,事实上就相当于把该函数定义放在了这个包含这个文件(上面得例子中的print_inline.h)的文件(main.c)中,这样就可以在main中将print_inline函数内联展开。
在很多时候,由于某些函数需要经常被调用,为了加快程序的执行速度,经常要用到inline,但是如果inline函数的定义和声明是分开的,而在另外一个文件中需要调用这些inline函数得时候,内联是无法在这些调用函数内展开的(上面得第二个例子),只能调用。这样内联函数在全局范围内就失去了作用。解决的办法就是把内联函数得定义放在头文件中,当其它文件要调用这些内联函数的时候,只要包含这个头文件就可以了。标签:
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