内联

背景：
函数的作用：使用函数能够避免将相同代码重写多次的麻烦，还能减少可执行程序的体积，但也会带来程序运行时间上的开销。
函数执行过程：函数调用在执行时，首先要在栈中为形参和局部变量分配存储空间，然后还要将实参的值复制给形参，接下来还要将函数的返回地址（该地址指明了函数执行结束后，程序应该回到哪里继续执行）放入栈中，最后才跳转到函数内部执行。这个过程是要耗费时间的。
函数返回后：函数执行 return 语句返回时，需要从栈中回收形参和局部变量占用的存储空间，然后从栈中取出返回地址，再跳转到该地址继续执行，这个过程也要耗费时间。

总结：使用函数调用语句和直接把函数中的代码重新抄写一遍相比，节省了人力，但是带来了程序运行时间上的额外开销。

一般情况下，这个开销可以忽略不计。但是，如果一个函数内部没有几条语句，执行时间本来就非常短，那么这个函数调用产生的额外开销和函数本身执行的时间相比，就显得不能忽略了。假如这样的函数在一个循环中被上千万次地执行，函数调用导致的时间开销可能就会使得程序运行明显变慢。

用 inline 关键字较好地解决了函数调用开销的问题。
内联函数和普通函数的区别在于：当编译器处理调用内联函数的语句时，不会将该语句编译成函数调用的指令，而是直接将整个函数体的代码插人调用语句处，就像整个函数体在调用处被重写了一遍一样。

有了内联函数，就能像调用一个函数那样方便地重复使用一段代码，而不需要付出执行函数调用的额外开销。很显然，使用内联函数会使最终可执行程序的体积增加。

内联函数中的代码应该只是很简单、执行很快的几条语句。如果一个函数较为复杂，它执行的时间可能上万倍于函数调用的额外开销，那么将其作为内联函数处理的结果是付出让代码体积增加不少的代价，却只使速度提高了万分之一，这显然是不划算的。

有时函数看上去很简单，例如只有一个包含一两条语句的循环，但该循环的执行次数可能很多，要消耗大量时间，那么这种情况也不适合将其实现为内联函数。

另外，需要注意的是，inline要放在函数定义前，而不是函数声明前。

内联函数的使用规则：
只有当函数只有 10 行甚至更少时才将其定义为内联函数
精短的存取函数声明称内联
谨慎对待析构函数, 析构函数往往比其表面看起来要更长, 因为有隐含的成员和基类析构函数被调用
包含循环或 switch 语句的函数常常是得不偿失 (除非在大多数情况下, 这些循环或 switch 语句从不被执行)
虚函数和递归函数不会被内联
特定场景规则：

• 完全在类/结构/联合定义中定义的函数，无论是成员函数还是友元函数，如果它添加到全局模块 (C++20 起)，则为隐式的内联函数。
• 声明为constexpr的函数是一个隐式的内联函数（C++11）
• 声明为deleted的函数是一个隐式的内联函数（C++11）(暂未明确：deleted的函数内联个什么劲)
• 静态全局区的变量，如：静态类成员或者命名空间范围的变量，可以声明成内联变量
• 声明成constexpr的静态类成员变量（命名空间范围变量除外）是一个隐性的内联变量

优点: 当函数体比较小的时候, 内联该函数可以令目标代码更加高效. 对于存取函数以及其它函数体比较短, 性能关键的函数, 鼓励使用内联.
缺点: 滥用内联将导致程序变慢. 内联可能使目标代码量或增或减, 这取决于内联函数的大小. 内联非常短小的存取函数通常会减少代码大小, 但内联一个相当大的函数将戏剧性的增加代码大小. 现代处理器由于更好的利用了指令缓存, 小巧的代码往往执行更快。
注意：递归函数不应该声明成内联函数.(递归调用堆栈的展开并不像循环那么简单, 比如递归层数在编译时可能是未知的, 大多数编译器都不支持内联递归函数). 虚函数内联的主要原因则是想把它的函数体放在类定义内

notes:
查看汇编代码是否内联时，应该用release版本，debug版本看不到内联的情况
在线编译器，可验证不同的编译器下的编译选项或差异性
参考资料：
cppreference:inline
被知乎大佬嘲讽后的一个月，我重新研究了一下内联函数
C++ 风格指南