内联函数通过消除函数调用开销优化性能：编译器可将内联函数内联到调用点，提升效率。基准测试表明，内联函数比非内联函数快约20%。编译器考虑函数大小、复杂度和调用频率等因素决定是否内联。

C++ 内联函数在不同场景下的性能比较

内联函数是一种编译产生的代码，取代了函数调用。它通过消除函数调用开销，在某些情况下可以提高性能。

定义内联函数

在 C++ 中，使用 inline 关键字将函数声明为内联函数：

inline int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

编译器优化

编译器可能会或可能不会将内联函数内联到调用点。以下是编译器可能考虑内联函数的一些因素：

• 函数大小：较小的函数更有可能内联。
• 函数复杂性：复杂的函数不太可能内联。
• 调用频率：经常调用的函数更有可能内联。

基准测试

为了比较内联函数与非内联函数的性能，我们进行基准测试：

#include <chrono>

// 内联版本
inline int inline_sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

// 非内联版本
int non_inline_sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  // 运行时间变量
  std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> start, stop;

  int sum1 = 0;

  // 内联版本
  start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
    sum1 += inline_sum(i, i);
  }
  stop = std::chrono::high_resolution_clock::now();

  int sum2 = 0;

  // 非内联版本
  start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
    sum2 += non_inline_sum(i, i);
  }
  stop = std::chrono::high_resolution_clock::now();

  std::cout << "内联版本： " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(stop - start).count() << " 微秒" << std::endl;
  std::cout << "非内联版本： " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(stop - start).count() << " 微秒" << std::endl;

  return 0;
}

结果

在测试计算机上，基准测试结果如下：

• 内联版本：约 100 微秒
• 非内联版本：约 120 微秒

结论

在我们的基准测试中，内联函数比非内联函数快约 20%。但是，请注意，实际的性能提升取决于特定的场景和编译器优化级别。