【知識點】inline函數、回調函數、普通函數
目錄
一、inline內聯函數
特徵
- 相當於把內聯函數裡面的內容寫在調用內聯函數處；
- 相當於不用執行進入函數的步驟，直接執行函數體；
- 相當於宏，卻比宏多了類型檢查，真正具有函數特性；
- 編譯器一般不內聯包含循環、遞歸、switch 等複雜操作的內聯函數；
- 在類聲明中定義的函數，除了虛函數的其他函數都會自動隱式地當成內聯函數；
- 內聯關鍵字是在編譯時建議編譯器內聯，是不是內聯函數取決於編譯器，一個好的編譯器將會根據函數的定義體，自動地取消不值得的內聯（是否內聯：1、可以通過多次調用函數，查看執行文件大小，如果變大了，就證明是內聯函數；2、通過反彙編查看數據）。
1.1 使用
- inline是一種「用於實現的關鍵字」，而不是一種「用於聲明的關鍵字」，也就是說，如果只在生命中使用inline是沒有用的，若要成為inline函數必須在定義函數的時候添加該關鍵字。在聲明中加不加inline關鍵字都沒關係，但是為了閱讀方便，還是建議聲明和定義都加上；
- C++在類中定義函數的時候，當函數不包含循環、遞歸、switch 等複雜操作時，編譯器會進行隱式內聯。
- C++在類外定義函數，因為與非inline函數不同：inline函數對編譯器而言必須是可見的，以便它能夠在調用點展開該函數，inline函數必須在調用該函數的每個文本文件中定義。所以內聯函數的聲明和定義建議都放在同一個頭文件，這樣另一個.cpp文件#include該頭文件的時候，就把該內聯函數的定義也包含進來了，這就可以正常使用內聯函數了。
聲明
// 聲明1（加 inline，建議使用）
inline int functionName(int first, int second,...);
定義
// 定義
inline int functionName(int first, int second,...) {/****/};
類內定義
// 類內定義，隱式內聯
class A {
int doA() { return 0; } // 隱式內聯
}
類外定義
// 類外定義，需要顯式內聯
class A {
int doA();
}
inline int A::doA() { return 0; } // 需要顯式內聯
1.2 編譯器對 inline 函數處理步驟
- 將 inline 函數體複製到 inline 函數調用點處；
- 為所用 inline 函數中的局部變數分配記憶體空間；
- 將 inline 函數的的輸入參數和返回值映射到調用方法的局部變數空間中；
- 如果 inline 函數有多個返回點，將其轉變為 inline 函數程式碼塊末尾的分支（使用 GOTO）。
1.3 優缺點
1.3.1 優點
- 內聯函數同宏函數一樣將在被調用處進行程式碼展開，省去了參數壓棧、棧幀開闢與回收，結果返回等，從而提高程式運行速度。
- 內聯函數相比宏函數來說，在程式碼展開時，會做安全檢查或自動類型轉換（同普通函數），而宏定義則不會。
- 在類中聲明同時定義的成員函數，自動轉化為內聯函數，因此內聯函數可以訪問類的成員變數，宏定義則不能。
- 內聯函數在運行時可調試，而宏定義不可以。
1.3.2 慎用內聯
- 內聯是以程式碼膨脹為代價，僅僅是省去了函數調用的開銷，從而提高了函數的執行效率。如果執行函數體內程式碼的時間，相比於函數調用的開銷較大，那麼效率的收穫會很小。另一個方面，每一處內聯函數調用都要複製程式碼，將使程式總程式碼量增大，消耗更多的記憶體空間。
- 類的構造函數和析構函數容易讓人誤解成使用內聯函數更有效。要當心構造函數和析構函數可能會隱藏一些行為，如」偷偷地「執行基類或成員對象的構造函數和析構函數。所以不要隨便地將構造函數和析構函數的定義體放在類的定義中。
1.3.3 不宜使用內聯
- 如果函數體內的程式碼比較長，使用內聯將導致記憶體消耗代價比較高；
- 如果函數體內出現循環，那麼執行函數體內程式碼的時間要比函數調用的開銷大；
1.4 虛函數（virtual）可以是內聯函數（inline）嗎？
- 虛函數可以是內聯函數，內聯是可以修飾虛函數的，但是當虛函數表現多態性的時候不能內聯。
- 內聯是在編譯器建議編譯器內聯，而虛函數的多態性在運行期，編譯器無法知道運行期調用哪個程式碼，因此虛函數表現為多態性時（運行期）不可以內聯。
- inline virtual 唯一可以內聯的時候是：編譯器知道所調用的對象是哪個類（如 Base::who()），這隻有在編譯器具有實際對象而不是對象的指針或引用時才會發生。
如下常式：
#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
inline virtual void who()
{
cout << "I am Base\n";
}
virtual ~Base() {}
};
class Derived : public Base
{
public:
inline void who() // 不寫inline時隱式內聯
{
cout << "I am Derived\n";
}
};
int main()
{
// 此處的虛函數 who()，是通過類（Base）的具體對象（b）來調用的，編譯期間就能確定了，所以它可以是內聯的，但最終是否內聯取決於編譯器。
Base b;
b.who();
// 此處的虛函數是通過指針調用的，呈現多態性，需要在運行時期間才能確定，所以不能為內聯。
Base *ptr = new Derived();
ptr->who();
// 因為Base有虛析構函數（virtual ~Base() {}），所以 delete 時，會先調用派生類（Derived）析構函數，再調用基類（Base）析構函數，防止記憶體泄漏。
delete ptr;
ptr = nullptr;
system("pause");
return 0;
}
二、回調函數和普通函數
更詳細的回調函數理解可以查看本地的這個文章【【知識點】10張圖讓你徹底理解回調函數】
2.1 什麼是回調函數？
把a函數指針像參數傳遞那樣傳給b函數，而這個a函數會在某個時刻被b函數調用執行，這就叫做回調，a函數稱為回調函數。如果回調函數立即被執行就稱為同步回調，如果在之後晚點的某個時間再執行，則稱之為非同步回調。
2.2 為什麼要使用回調函數？
先拋出答案：回調函數的好處和作用，那就是解耦，對，就是這麼簡單的答案，就是因為這個特點，普通函數代替不了回調函數。
如下程式碼：
int Callback_1()
{
printf("Hello");
printf("This is Callback_1 ");
return 0;
}
int Callback_2()
{
printf("Hello");
printf("This is Callback_2 ");
return 0;
}
發現以上程式碼是可以解耦的，因為兩個函數都執行了printf(“Hello”)，這個時候我們可以通過回調的方式進行解耦，如下：
#include<stdio.h>
int Callback_1() // Callback Function 1
{
printf("This is Callback_1 ");
return 0;
}
int Callback_2() // Callback Function 2
{
printf("This is Callback_2 ");
return 0;
}
int Handle(int (*Callback)())
{
printf("Entering Handle Function. ");
Callback();
printf("Leaving Handle Function. ");
}
int main()
{
printf("Entering Main Function. ");
Handle(Callback_1);
Handle(Callback_2);
printf("Leaving Main Function. ");
return 0;
}
像這樣我們就減少了重複程式碼啦，也就是解耦。這是使用普通函數調用無法做到的。
