inline内联函数的使用

又是好久没有更新了，家人们，主播最近写完了c++的几个轮子项目，工程能力有了一内内的提高，现在在准备八股，希望暑假or大三能找到一个满意的实习吧（虽然就目前来看，c++全是劝退，我真服了，后悔没有选java了，后面主播慢慢转go吧）

在C++中，inline 关键字主要用于定义内联函数，具有以下两个主要作用：

优化性能：
使用 inline 修饰的函数，建议编译器在调用该函数时，将函数体的代码直接插入到调用点。

相比正常的函数调用过程：寄存器保存，参数压栈，跳转到函数地址，执行函数体，返回并恢复寄存器

这可以减少函数调用的开销，尤其适用于小型、频繁调用的函数。例如：
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inline int square(int x) { return x * x; }
当调用 square(5) 时，编译器可能将代码替换为 5 * 5，避免函数调用开销。
注意：inline 只是建议，编译器可能忽略它，尤其在以下情况下：
- 函数体过大
- 函数包含循环、递归、静态变量、switch 或 goto 语句
- 函数地址被取用（如通过函数指针）
允许多个定义：
inline 函数可以在头文件中定义，并被多个编译单元（.cpp 文件）包含，而不会导致链接错误（违反“单一定义规则”）。这是因为 inline 函数允许多个相同的定义，链接器会选择一个定义并丢弃其他重复定义。
示例：
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// example.h
inline int add(int a, int b) { return a + b; }
多个 .cpp 文件包含此头文件时，不会引发重定义错误。

看到第二个作用，主播不禁想到了自己在项目开发的过程中，hpp文件那是嘎嘎重复被cpp文件使用啊（虽然有#program once）,而头文件中的类中难免有一些成员函数是直接定义在类里面的，那为什么没有事呢。

（正常情况下，函数只能在头文件中声明,而不能在头文件中定义）

1. 类内函数的内联特性

隐式内联：
- 在类定义中直接定义的成员函数（包括普通成员函数、构造函数、析构函数等）默认是 inline 函数，无需显式使用 inline 关键字。
- 这是 C++ 标准规定的行为，原因是为了方便在头文件中定义类时，允许函数体直接嵌入类定义，而不会违反单一定义规则（ODR）。
- 示例：
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  // myclass.h
  class MyClass {
  public:
  int getValue() { return value; } // 隐式内联
  private:
  int value = 0;
  };
  - getValue 的定义在类体内，自动视为 inline，可以在头文件中安全使用，多个 .cpp 文件包含时不会导致多重定义错误。
**显式 inline**：
- 如果成员函数在类内仅声明，在类外定义，则需要显式使用 inline 关键字来指定内联行为，否则它将是普通函数（非内联）。
- 示例：
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  // myclass.h
  class MyClass {
  public:
  int getValue(); // 仅声明
  private:
  int value = 0;
  };
  
  inline int MyClass::getValue() { return value; } // 显式内联
  - 在类外定义的 getValue 使用 inline，确保它可以在头文件中定义，且允许多个翻译单元使用。
效果：
- 无论是隐式还是显式内联，编译器可能将函数体直接插入调用点，减少调用开销。
- 链接器会处理多份定义，确保符合 ODR。

2. 类内 `inline` 函数的实际作用

类内 inline 函数的作用与普通 inline 函数一致，主要包括：

性能优化

：
- 适合小型、频繁调用的成员函数（如 getter/setter、状态检查）。
- 在嵌入式系统中，内联可以减少函数调用开销，优化实时性能。例如，在 FreeRTOS 中，检查任务状态的函数可以定义为内联：
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  class TaskManager {
  public:
  bool isTaskRunning() { return taskState == RUNNING; } // 隐式内联
  private:
  TaskState taskState;
  };

允许多定义

：

类定义通常放在头文件中，隐式或显式内联的成员函数允许在多个 .cpp 文件中包含头文件，而不会导致链接错误。

示例：

// task.h
class Task {
public:
    void incrementCounter() { counter++; } // 隐式内联
private:
    int counter = 0;
};

// main.cpp
#include "task.h"
void setup() { Task t; t.incrementCounter(); }

// other.cpp
#include "task.h"
void loop() { Task t; t.incrementCounter(); }