【C++】四、inline函数、C/C++相互调用

一、inline函数

（一）inline函数的概念

用关键字inline修饰的函数，称为inline函数即内联函数。inline内联函数，在编译阶段，以独立的函数单元编译展开，在调用点直接代码展开，不会（没有必要）生成函数符号，故只有本文件可见。

我们可以通过一段代码来感受一下内联函数的概念：

可以看到：

• 不加内联inline关键字，在定义点将sum函数符号放在函数的.text区，在运行时在*UND*放的声明点的函数符号可以找到一样的函数符号，所以解析成功。
• 加了内联 ，sum函数直接在sum.cpp里面直接展开，不会生成函数符号，那么sum声明点的函数符号无法解析，程序会出错。所以内联函数只有本文件可以用，其他文件不能使用，因为没有函数符号，无法连接到。

（二）inline函数 && 宏

inline内联函数是直接展开在调用点，宏替换也是直接展开替换，那么它们的区别？

• 宏在预编译处理，直接文本替换，无任何检查；
• 内联函数在编译阶段处理，有类型检查和安全检查。所以内联函数是安全的。故可以说内联函数是一种更安全的宏。

（三）inline函数 && static

inline内联函数只能本文件可见，static修饰的函数也是本文件可以使用，那么它们有什么区别呢？

1. 内联在调用点直接代码展开，不需要开栈清栈。static修饰的函数，有开栈和清栈的开销。
2. 内联不需要生成符号；static需要生成符号，将符号从 global(全局，项目下所有的文件可见)变为local（只有本文件可以见）。

（四）inline函数 && 普通函数

• 普通函数的调用在汇编阶段，需要push压实参指令，call指令调用函数等一系列指令，给函数开辟栈帧，函数运行完成，有函数退出栈帧的过程。
• 内联函数在编译阶段，在函数的调用点将函数的代码展开，省略了函数栈帧开辟回退的调用开销，效率比较高。
• 在debug版本下，内联函数不生效，和普通函数一样，有开栈清栈的过程。

（五）内联函数的缺点及使用建议

内联的效率高，直接代码展开，没有清栈开栈的开销，那么为啥不把所有的函数默认处理为内联函数呢？

如果 内联函数代码过多，那么只要使用内联函数的代码就会变得很庞大，这就是以代码膨胀为代价，以空间换时间的概念。所以内联函数如果代码过多就会导致空间和时间效率都变低。

所以内联 使用建议：

1. 如果函数执行的开销<函数开栈清栈的开销，表示函数体简单，那么建议设置为内联函数。
2. 如果函数指向开销>函数开栈清栈的开销，那么表示函数体复杂，不建议设置为内联函数。

（五）内联函数的限制

1. 内联只在Release版本生效，debug版本不生效，和普通函数一样，有入栈退栈的过程。
2. inline只是给编译器的一个建议，是否会处理为内联函数，还是编译器根据当前的代码结构判断 ，一般递归、循环、分支switch编译器不会把它们处理成内联的。
3. inline是基于实现的，不是基于声明的。 如果你写到声明点上，声明点展开啥也没有，所以编译器不会处理，它只会去处理在函数定义点的内联。
4. 内联的实现要写在头文件.h中，如果写在源文件中，没有调用点，那么无法展开，其他文件有调用点无法使用。只有写在头文件，被包含在其他文件中，在预编译阶段展开后，那么当前源文件中就会出现内联函数的定义，如果有调用点直接调用即可。

二、C/C++相互调用

在一个很大的项目中，可能会有.c文件，.cpp文件，那么c函数可以在.cpp中调用吗，.cpp里的函数可以在.c中调用吗？我们看一下面一段代码，sum.c中有sum函数，main.cpp中声明sum函数，进行调用：

如果我们不做任何处理，肯定是无法调用的，原因很简单，C，C++生成函数符号的规则不同，定义点和调用点的函数符号规则不同，在链接时，无法进行符号重定位，会失败，然后报错。

C/C++无法相互调用的原因是符号生成规则不一样，为了解决这个问题，我们可以让C++代码以C的规则生成函数符号，这样就可以解决问题。那么有两种情况：

（一）.cpp文件中调用.c文件中的函数

可以让C++函数声明点采取C的规则生成函数符号，使用 关键字extern "C"

 extren "C"
 { 
	CODE
 }

将C++文件中C函数的声明包含，表示使用C的处理规则。那么上面的代码可以改为：

 extren "C"
 { 
	int sum(int a,int b);//函数符号为_sum
 }

含义就是这里面代码的处理方式以C的规则来处理。这样生成规则就会一样，符号解析成功，不会报错，调用成功。

（二）.c文件中调用.cpp文件中的函数

就是将sum函数定义放到C++，函数声明放到C中，运行一样会失败。那么有没有extern “C++”这个语法，让C按照C++的规则生成函数符号？

答案：没有，因为C语言先出来，都是遵循向前兼容，即C++可以改善C的缺点，C不能未卜先知C++的缺点。所以不可能存在extern “C++”这个规则。

1. .cpp源文件允许修改

当允许修改.cpp源文件时，处理这个问题还是需要使用extern “C"，把C++中的定义点都包含在extern “C”，让它以C的规则生成函数符号放在.text段。

总结来说，就是 函数定义点和声明点如果是因为C、C++语言的原因不同，导致函数符号生成规则不同，那么在C++的部分用extren “C“将其全部包含，这样使得函数符号生成规则一致，不出错。

2. .cpp源文件不允许修改

假设现在一种情况，C++代码无法修改，那么如何能让C、C++代码相互调用不出错呢？
程序员自我修养里有一句话，在计算机科学领域，一切不能直接处理的问题，都可以通过加一个中间层来处理。

那么我们可以在C，C++中加一个中间层，进行一个二次包装，如下图所示：

写个.cpp文件把不能修改的C++函数进行一个调用，这个中间层是我自己加的，那么我当然可以给调用点加个extern “C”，这样C++函数的声明和定义点都是C++规则，但是调用点是C，所以C文件可以使用了，这样C和C++就可以互相兼容了。

加油哦！????。

最后

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