C のインライン関数: インライン化するかしないか?

C のインライン関数の長所と短所を調べる

インライン関数は、呼び出しサイトで関数コードを直接実行する機能を提供する C の手法です。関数の呼び出しと戻りのオーバーヘッド。インライン関数は、かつてはコンピューティング リソースが限られていた時代のパフォーマンスの最適化に不可欠であると考えられていましたが、今日の状況ではその妥当性が疑問視されています。

インライン関数の利点

コンパイラとハードウェアの進歩にもかかわらず、インライン関数には依然として次のような利点があります:

• 高速化実行: インライン関数は、関数呼び出しと戻りのオーバーヘッドを排除することで、理論的にはコードの実行を高速化できます。これは、オーバーヘッドが最小限の簡単なアクセサーや短い関数の場合に特に有利です。
• ヘッダー ファイルの組み込み: 関数をインラインとしてマークすると、関数の定義をヘッダー ファイルに含めることができます。これにより、リンカー エラーが発生することなく、複数のコンパイル単位でコードを再利用できるようになります。

インライン関数の欠点

ただし、インライン関数にはいくつかの欠点もあります。

• コードの肥大化: 重要な関数をインライン化すると、コード サイズが大幅に増加する可能性があります。ページングが発生し、コンパイラの最適化作業が無効になる可能性があります。
• カプセル化の破損: インライン関数はオブジェクトの内部処理を明らかにし、カプセル化をわずかに損ないます。これにより、内部実装の詳細を厳密に制御する状況では、その有用性が制限されます。
• コンパイル時の依存関係: インライン関数のコードを変更すると、最新の変更を確実に反映するために、使用するすべてのコードを再コンパイルする必要があります。これは柔軟性に影響を与える可能性があります。

マジックのインライン化

動作インライン関数の理解は必ずしも単純ではありません:

• コンパイラ制御: コンパイラは、キーワードなしでインライン ヒントをオーバーライドし、関数を最適化することを選択する場合があります。逆に、コンパイラが有益であると判断した場合は、非インライン関数をインライン化することができます。
• マクロとインライン: インラインは、コンパイラがコードを最適化してデバッグできるという点でプリプロセッサ マクロとは異なります。 。一方、マクロは、盲目的にコードに強制的に組み込まれます。
• クラス メソッド: クラス本体内で定義されたメソッドは、明示的に指定されていなくても、通常はインラインとみなされます。
• 仮想メソッド: 仮想メソッドのインライン化は通常避けられますが、コンパイラは特定のシナリオで仮想メソッドをインライン化する場合があります。オブジェクトのタイプはわかっています。
• テンプレートの機能: テンプレートのメソッドと関数は、ヘッダー ファイルに存在するにもかかわらず、常にインライン化されるとは限りません。
• テンプレート メタプログラミング: インライン展開のより極端な形式であるテンプレート メタプログラミングを使用すると、コンパイラーはコンパイル時に関数の結果を推測できます。特殊なケースではパフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。

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