一、什么是 inline？
inline 的本意是：
建议编译器将函数调用处展开成函数体代码，省去函数调用的开销。
inline int square(int x) { return x * x; }
当你调用 square(5) 时，编译器可能会将其替换成 5 * 5，从而避免函数调用栈、跳转、返回等开销。
二、inline 背后的行为（要点）
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 是建议 | inline 不是强制，最终是否展开，由编译器决定（取决于函数复杂度、编译选项等） |
| 展开代码 | 如果内联，调用处替换为函数体，执行更快，但代码体积增大（可能导致指令缓存 miss） |
| 作用域规则 | inline 函数遵循 C++ 的作用域与类型规则 |
| 多次定义也 OK | inline 允许函数在多个编译单元定义（详见 ODR 规则） |
三、适合使用 inline 的场景
-
小型、频繁调用的函数（如
getter/setter、工具函数） -
函数体很短，只有几行，且调用非常频繁
-
头文件中定义的函数（比如模板类成员函数）
四、真实示例：性能优化与问题
🔹 示例 1：小函数优化
inline int add(int a, int b){ return a + b;
}
int main()
{ int x = add(2, 3); // 编译器可能替换为：int x = 2 + 3;
}-
如果
add()是频繁调用的小函数，内联能显著减少函数调用成本； -
不用压栈、不用跳转、执行速度更快。
🔹 示例 2：写在头文件中
// myutils.h
inline int max(int a, int b) {return (a > b) ? a : b;
}
- 如果你在多个
.cpp文件中#include "myutils.h"： -
如果不加
inline，就会出现多个定义，违反 ODR（One Definition Rule）； -
加了
inline，多个定义是合法的，编译器会合并。
五、注意事项 & 误区
1. 函数太大不适合 inline：
inline void heavyFunction() {// 函数体非常大
}
展开后的代码重复太多，可能导致 代码膨胀、指令缓存 miss、反而变慢。
2. 使用递归、虚函数的函数不能 inline
-
递归函数：不能展开自己
-
虚函数：运行时多态，函数地址不确定，不能展开
3. 编译器不一定听你的
inline int foo() {// ...
}
-
编译器可能选择 不内联（太复杂、不常用等）；
-
也可能 自动内联 没有标记的函数（根据优化策略）；
你也可以用 GCC/Clang 的 __attribute__((always_inline)) 强制内联（不推荐轻易用）。
六、和宏 #define 的对比
| 特性 | inline | #define |
|---|---|---|
| 是否类型安全 | ✅ 是 | ❌ 否 |
| 是否调试友好 | ✅ 可以打断点 | ❌ 无法调试 |
| 是否受作用域限制 | ✅ 有作用域 | ❌ 无作用域 |
| 编译阶段 | 编译期优化 | 预处理期文本替换 |
总结：
inline是一种优化建议，适合小而频繁调用的函数，既能保持函数语义，又有宏的性能优势。