inline 是一个请求（而非命令）
inline 关键字用于向编译器发出一个请求，建议将函数体在每个调用点内联展开。这意味着编译器在编译过程中，可能会将函数的代码直接插入到调用该函数的地方，而不是通过通常的函数调用机制来执行。
需要注意的是，inline 只是一个建议，编译器可以选择是否接受这个建议。编译器可能会基于多种因素（如函数的大小、复杂性、调用频率以及整体代码的优化目标）来决定是否进行内联展开。
inline 函数通常用于小函数
inline 函数通常用于那些执行速度快且调用频繁的小函数。这些函数通常只有几行代码，并且不包含复杂的控制结构或大量的计算。
通过将这些小函数内联展开，可以减少函数调用的开销（如栈帧的创建和销毁、参数传递等），从而提高程序的执行效率。
对于较大的函数或包含复杂逻辑的函数，内联展开可能会导致代码膨胀，甚至可能降低性能。
inline 函数的定义通常放在头文件中
由于 inline 函数需要在每个调用点展开，因此其定义需要在编译时对每个编译单元可见。这通常意味着 inline 函数的定义应该放在头文件中，而不是源文件（.c）中。这样做可以确保在链接时不会出现重复定义的问题，因为每个编译单元都会包含 inline 函数的定义，并且编译器会处理这些重复的定义。
如果 inline 函数在多个编译单元中被引用，并且没有通过 static 关键字限制其链接性，那么在某些编译器和链接器实现中可能会遇到链接错误。为了避免这种情况，通常建议将 inline 函数声明为 static，从而限制其在单个编译单元内的可见性。
inline 函数不能包含复杂的控制结构
inline 函数通常应该避免包含复杂的控制结构，如循环和递归。这是因为内联展开这些结构可能会导致代码膨胀，增加程序的内存占用，并且可能不会带来性能上的提升。
特别是递归函数，由于递归调用本身的开销和栈空间的使用，内联展开通常是不合适的。
对于包含复杂控制结构的函数，即使它们很小，编译器也可能选择不进行内联展开。
编译器可能忽略 inline 请求
编译器可能会忽略 inline 请求，特别是在以下情况下：
- 函数体较大：如果函数体包含大量代码，编译器可能会认为内联展开会导致代码膨胀，从而选择不进行内联。
- 包含复杂逻辑：如果函数包含复杂的控制结构、大量的计算或条件分支，编译器可能会认为内联展开不会带来性能上的优势，甚至可能降低性能。
- 优化级别：编译器的优化级别也会影响其是否接受 inline 请求。在较低的优化级别下，编译器可能会更加保守地选择不进行内联展开。
- 链接时优化：在某些情况下，即使函数在源代码中被标记为 inline，编译器也可能在链接时决定不进行内联展开。这取决于编译器的链接时优化能力和策略。
验证是否 inline
代码示例
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdint.h>
// 定义一个 inline 函数
inline int add_inline(int a, int b) {
return a + b;
}
// 定义一个普通函数
int add_normal(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
const double N = 10000000000000000; // 函数调用次数
clock_t start, end;
double cpu_time_used;
// 测试普通函数
start = clock();
for (double i = 0; i < N; i += 0.0000000001) {
add_normal(i, i);
}
end = clock();
cpu_time_used = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Normal function took %f seconds to execute \n", cpu_time_used);
// 测试 inline 函数
start = clock();
for (double i = 0; i < N; i += 0.0000000001) {
add_inline(i, i);
}
end = clock();
cpu_time_used = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("Inline function took %f seconds to execute \n", cpu_time_used);
return 0;
}
汇编代码分析
add_normal(int, int):
lea eax,[rdi+rsi*1]
ret
data16 data16 cs nop WORD PTR [rax+rax*1+0x0]
main:
push rbx
call 1040 <clock@plt>
mov rbx,rax
call 1040 <clock@plt>
sub rax,rbx
cvtsi2sd xmm0,rax
divsd xmm0,QWORD PTR [rip+0xe8a] # 2008 <_IO_stdin_used+0x8>
lea rdi,[rip+0xe8b] # 2010 <_IO_stdin_used+0x10>
mov al,0x1
call 1030 <printf@plt>
call 1040 <clock@plt>
mov rbx,rax
call 1040 <clock@plt>
sub rax,rbx
xorps xmm0,xmm0
cvtsi2sd xmm0,rax
divsd xmm0,QWORD PTR [rip+0xe5c] # 2008 <_IO_stdin_used+0x8>
lea rdi,[rip+0xe8a] # 203d <_IO_stdin_used+0x3d>
mov al,0x1
call 1030 <printf@plt>
xor eax,eax
pop rbx
ret
代码中有 add_normal 的标签，却没有 add_line 的标签。我们可以通过汇编代码查看是否被 inline，汇编代码中，被内联的函数不会有函数的标签，普通的函数会有函数标签。具体详见：https://godbolt.org/z/jjGrjW85q（注意，要使用-O2 编译）。
其他验证方法
也可以通过 gcc 编译器，搭配 -fopt-info 参数，输出编译器的所有优化信息：https://godbolt.org/z/4Ycx35hTh，如图：
Output of x86-64 gcc 15.1 (Compiler #1)
<source>:32:19: optimized: Inlining int add_inline(int, int)/13 into int main()/15.
<source>:23:19: optimized: Inlining int add_normal(int, int)/14 into int main()/15.
ASM generation compiler returned: 0
<source>:32:19: optimized: Inlining int add_inline(int, int)/13 into int main()/15.
<source>:23:19: optimized: Inlining int add_normal(int, int)/14 into int main()/15.
Execution build compiler returned: 0
Program returned: 0
Normal function took 0.000001 seconds to execute
Inline function took 0.000001 seconds to execute
