內(nèi)聯(lián)函數(shù)（內(nèi)嵌函數(shù)，內(nèi)置函數(shù)）

調(diào)用函數(shù)時(shí)需要一定的時(shí)間和空間的開(kāi)銷(xiāo)。C++提供一種提高效率的方法，即在編譯時(shí)將函數(shù)調(diào)用處用函數(shù)體替換，類似于C語(yǔ)言中的宏展開(kāi)。這種在函數(shù)調(diào)用處直接嵌入函數(shù)體的函數(shù)稱為內(nèi)聯(lián)函數(shù)（inline function），又稱內(nèi)嵌函數(shù)或內(nèi)嵌函數(shù)。

指定內(nèi)聯(lián)函數(shù)的方法很簡(jiǎn)單，只需要在定義函數(shù)時(shí)增加 inline 關(guān)鍵字。

注意：是在函數(shù)定義時(shí)增加 inline 關(guān)鍵字，而不是在函數(shù)聲明時(shí)。在函數(shù)聲明時(shí)增加 inline 關(guān)鍵雖然沒(méi)有錯(cuò)誤，但是也沒(méi)有任何效果

inline 關(guān)鍵字放在函數(shù)聲明處不會(huì)起作用：

inline void swap(int &a, int &b);
void swap(int &a, int &b)
{
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}
inline 關(guān)鍵字應(yīng)該與函數(shù)體放在一起：
void swap(int &a, int &b);
inline void swap(int &a, int &b)
{
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

采用內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以有效避免函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷(xiāo)，程序執(zhí)行效率更高。使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的缺點(diǎn)就是，如果被聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體非常大，則編譯器編譯后程序的可執(zhí)行碼將會(huì)變得很大。

另外，如果函數(shù)體內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)或者其它復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候處理這些復(fù)雜控制結(jié)構(gòu)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于函數(shù)調(diào)用所花的時(shí)間，因此如果將這類函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)意義不大，反而會(huì)使得編譯后可執(zhí)行代碼變長(zhǎng)。

通常在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們會(huì)將一些頻繁被調(diào)用的短小函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明：對(duì)函數(shù)作inline聲明，只是程序員對(duì)編譯系統(tǒng)提出的一個(gè)建議，也就是說(shuō)它是建議性的，而不是指令性的。并非一經(jīng)指定為inline，編譯系統(tǒng)就必須這樣做。編譯系統(tǒng)會(huì)根據(jù)具體情況決定是否這樣做。

一個(gè)完整的示例：

#include <iostream>
using namespace std;
int max(int, int, int); //函數(shù)聲明，左端也可以加inline
int main( )
{
  int i=10, j=20, k=30, m;
  m = max(i, j, k);
  cout<<"max="<<m<<endl;
  return 0;
}
inline int max(int a, int b, int c) //定義max為內(nèi)聯(lián)函數(shù)
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}

運(yùn)行結(jié)果：

max=30

由于在定義函數(shù)時(shí)指定它為內(nèi)置函數(shù)，因此編譯系統(tǒng)在遇到函數(shù)調(diào)用“max(i, j, k)”時(shí)，就用max函數(shù)體的代碼代替“max(i,j, k)”，同時(shí)將實(shí)參代替形參。這樣，程序第6行 “m=max(i, j, k);”就被置換成：

  if (j>i) i=j;
  if(k>i) i=k;
  m=i;

函數(shù)重載

在編程時(shí)，有時(shí)我們要實(shí)現(xiàn)的是同一類的功能，只是有些細(xì)節(jié)不同。例如希望從3個(gè)數(shù)中找出其中的最大者，而每次求最大數(shù)時(shí)數(shù)據(jù)的類型不同，可能是3個(gè)整數(shù)、3個(gè)雙精度數(shù)或3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)。程序設(shè)計(jì)者往往會(huì)分別設(shè)計(jì)出3個(gè)不同名的函數(shù)，其函數(shù)原型為：

  int max1(int a, int b, int c); //求3個(gè)整數(shù)中的最大者
  double max2(double a, double b, double c); //求3個(gè)雙精度數(shù)中最大者
  long max3(long a, long b, long c); //求3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)中的最大者

C++允許用同一函數(shù)名定義多個(gè)函數(shù)，這些函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)和參數(shù)類型不同。這就是函數(shù)的重載(function overloading)。即對(duì)一個(gè)函數(shù)名重新賦予它新的含義，使一個(gè)函數(shù)名可以多用。

對(duì)上面求最大數(shù)的問(wèn)題可以編寫(xiě)如下的C++程序。

【例】求3個(gè)數(shù)中最大的數(shù)(分別考慮整數(shù)、雙精度數(shù)、長(zhǎng)整數(shù)的情況)。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int max(int a,int b,int c); //函數(shù)聲明
  double max(double a,double b,double c); //函數(shù)聲明
  long max(long a,long b,long c);//函數(shù)聲明
  int i1,i2,i3,i;
  cin>>i1>>i2>>i3; //輸入3個(gè)整數(shù)
  i=max(i1,i2,i3); //求3個(gè)整數(shù)中的最大者
  cout<<"i_max="<<i<<endl;
  double d1,d2,d3,d;
  cin>>d1>>d2>>d3; //輸入3個(gè)雙精度數(shù)
  d=max(d1,d2,d3); //求3個(gè)雙精度數(shù)中的最大者
  cout<<"d_max="<<d<<endl;
  long g1,g2,g3,g;
  cin>>g1>>g2>>g3; //輸入3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)
  g=max(g1,g2,g3); //求3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)中的最大者
  cout<<"g_max="<<g<<endl;
}
int max(int a,int b,int c) //定義求3個(gè)整數(shù)中的最大者的函數(shù)
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}
double max(double a,double b,double c)//定義求3個(gè)雙精度數(shù)中的最大者的函數(shù)
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}
long max(long a,long b,long c) //定義求3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)中的最大者的函數(shù)
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}

運(yùn)行情況如下：

185-76567↙ (輸入3個(gè)整數(shù))
56.87 90.23 -3214.78↙ (輸入3個(gè)實(shí)數(shù))
67854 -912456 673456↙ (輸入3個(gè)長(zhǎng)整數(shù))
i_max=567 (輸出3個(gè)整數(shù)的最大值)
d_max=90.23 (輸出3個(gè)雙精度數(shù)的最大值)
g_max=673456 (輸出3個(gè)長(zhǎng)整數(shù)的最大值)

上例3個(gè)max函數(shù)的函數(shù)體是相同的。

其實(shí)重載函數(shù)并不要求函數(shù)體相同；除了允許參數(shù)類型不同以外，還允許參數(shù)的個(gè)數(shù)不同。

【例】編寫(xiě)一個(gè)程序，用來(lái)求兩個(gè)整數(shù)或3個(gè)整數(shù)中的最大數(shù)。如果輸入兩個(gè)整數(shù)，程序就輸出這兩個(gè)整數(shù)中的最大數(shù)，如果輸入3個(gè)整數(shù)，程序就輸出這3個(gè)整數(shù)中的最大數(shù)。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int max(int a,int b,int c); //函數(shù)聲明
  int max(int a,int b); //函數(shù)聲明
  int a=8,b=-12,c=27;
  cout<<"max(a,b,c)="<<max(a,b,c)<<endl;//輸出3個(gè)整數(shù)中的最大者
  cout<<"max(a,b)="<<max(a,b)<<endl; //輸出兩個(gè)整數(shù)中的最大者
}
int max(int a,int b,int c)//此max函數(shù)的作用是求3個(gè)整數(shù)中的最大者
{
  if(b>a) a=b;
  if(c>a) a=c;
  return a;
}
int max(int a,int b)//此max函數(shù)的作用是求兩個(gè)整數(shù)中的最大者
{
  if(a>b) return a;
  else return b;
}

運(yùn)行情況如下：

max(a, b, c)=27
max(a, b)=8

兩次調(diào)用max函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)不同，系統(tǒng)就根據(jù)參數(shù)的個(gè)數(shù)找到與之匹配的函數(shù)并調(diào)用它。

參數(shù)的個(gè)數(shù)和類型可以都不同。但不能只有函數(shù)的類型不同而參數(shù)的個(gè)數(shù)和類型相同。例如：

  int f(int); //函數(shù)返回值為整型
  long f(int); //函數(shù)返回值為長(zhǎng)整型
  void f(int); //函數(shù)無(wú)返回值

在函數(shù)調(diào)用時(shí)都是同一形式，如“f(10)”。編譯系統(tǒng)無(wú)法判別應(yīng)該調(diào)用哪一個(gè)函數(shù)。重載函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類型或參數(shù)順序3者中必須至少有一種不同，函數(shù)返回值類型可以相同也可以不同。

在使用重載函數(shù)時(shí)，同名函數(shù)的功能應(yīng)當(dāng)相同或相近，不要用同一函數(shù)名去實(shí)現(xiàn)完全不相干的功能，雖然程序也能運(yùn)行，但可讀性不好，使人莫名其妙。