C++入门教程之内联函数与extern "C"详解

一.   内联函数

1.概念及分析

以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销，内联函数提升程序运行的效率。

int Add(int a, int b)
{
    int c = a + b;
    return c;
}
 
int main()
{
    int ret= Add(1, 2);
    return 0;
}

在我们之前使用的函数中，编译时会建立栈帧，进而去调用

而正如上面说的那样，内联函数编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数调用建立栈帧的开销。我们可以用inline修饰后来看一下

查看方式：

1. 在release模式下，查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add

2. 在debug模式下，需要对编译器进行设置，否则不会展开，因为debug模式下，编译器默认不会对代码进行优化

而由于我使用的是vs2022，release模式下的汇编代码太过简略，我在这里就只采用debug的模式来查看。

 如此设置，便能进行查看

可以看到，与普通的函数不同，内联函数的确是在调用的地方展开。

2.特性

1. inline是一种以空间换时间的做法，如果编译器将函数当成内联函数处理，在编译阶段，会用函数体替换函数调用，缺陷：可能会使目标文件变大，优势：少了调用开销，提高程序运行效率。

2. inline对于编译器而言只是一个建议，不同编译器关于inline实现机制可能不同，一般建议：将函数规模较小(即函数不是很长，具体没有准确的说法，取决于编译器内部实现)、不是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰，否则编译器会忽略inline特性。

3. inline不建议声明和定义分离，分离会导致链接错误。因为inline被展开，就没有函数地址了，链接就会找不到。

3.宏

其实，在c语言中，我们使用宏也能产生类似的效果

#define ADD(x,y) ((x)+(y))
 
int main()
{
    int ret = ADD(1, 2);
    printf("%d", ret);
    return 0;
}

但宏在实质上已经不是函数了，而是将ADD(x,y)作为标识符来宏定义为字符串（(x)+(y)）

而宏也有其优缺点

优点：

1.增强代码的复用性。

2.提高性能。

缺点：

1.不方便调试宏。（因为预编译阶段进行了替换）

2.导致代码可读性差，可维护性差，容易误用。

3.没有类型安全的检查 。

而C++中，除开短小函数使用内联函数来替代宏，常量定义时也可以使用const、enum

二.   extern “C”

由于C++是在C的基础上提供了更多的语法和特性，所以我们能不能在C++的程序中使用C静态库中的函数或者在C的程序中使用C++静态库中的函数呢？

实际上这种想法是可行的，但是我们需要进行一些处理，这也就要使用到extern "C"

1.C++程序

依旧是以vs2022为例，我们首先需要创建一个静态库 

 之后我们要在静态库里写一些c的函数

之后

这样，lib文件就会在Debug中生成

C的静态库就处理完成了

我们再看到C++的程序

在使用C静态库中函数前，我们首先要包含头文件。与以往不同，我们需要通过文件的路径去寻找头文件（Add.h）

 通过对两个文件的路径进行分析，我们可以如此来引用头文件

#include"../DS/add.h"

其中，..代表的是前往上一层目录

然后，我们可以使用Add函数

#include<iostream>
using namespace std;
#include"../Slist/sList.h"
 
int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;
	return 0;
}

当我们运行时，会出现以上的问题，这是因为我们还没有去链接静态库 

 我们需要在上述位置将静态库中的Debug文件夹的路径添加上

并在上述位置加入所引用的头文件 

如此，若是在C++项目中引用C++静态库或是在C项目中引用C静态库，以上操作便能完成

而为了区别两种语言，C++的函数会被修饰，而C不会

因此我们就要使用extern "C"来表明头文件中的函数是用C编写的

extern "C"
{
	#include"../DS/add.h"
}

如此，便完成了全部的操作 

2.C程序 

 那么当我们反过来呢？

首先我们现将上述的文件中的.c改为.cpp，.cpp改为.c   并分别做一下调整

注意：由于C不认识C++的语法，我们C++静态库中的函数要遵循C的语法

我们应该对静态库中的头文件进行修饰。

但由于C语言中并没有extern "C"，所以我们不能直接将函数放在其中，而是需要进行条件编译，使得C调用时不需要extern "C"，C++调用时需要。

这里我们提供两种方法

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
	int Add(int a,int b);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

#ifdef __cplusplus
#define EXTRERN_C extern "C"
#else
#define EXTRERN_C
#endif
 
EXTRERN_C int Add(int a,int b);

之后，别忘了重新生成一下解决方案，这样就能实现C程序调用C++静态库了

总结