面试题：C++内联函数的适用场景与局限性

Question

请详细阐述C++内联函数在哪些场景下使用能提升程序性能，又存在哪些局限性？

Answer 1

提升程序性能的场景

1. 短小函数频繁调用：当函数体代码简短，例如只有几行语句，且在程序中被频繁调用时，使用内联函数能避免函数调用的开销。函数调用需要保存寄存器、设置栈帧等操作，而内联函数直接将代码嵌入调用处，减少了这些额外开销，从而提升性能。例如一个简单的求两数之和的函数：

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

在循环中多次调用add函数时，内联可显著提升效率。 2. 对时间敏感的代码块：在一些对执行时间要求极高的关键代码区域，如游戏开发中的渲染循环、实时数据处理模块等，将短小且常用的函数内联，可减少函数调用开销，满足系统对时间的苛刻要求。

局限性

1. 代码膨胀：如果内联函数体较大，将其嵌入到多个调用点会导致目标代码体积大幅增加。这可能会占用更多的内存空间，甚至可能因为缓存命中率降低而影响性能。例如一个函数体有几十行甚至上百行代码，将其设为内联，会使可执行文件大小显著增大。
2. 递归函数不适用：内联函数不适合递归函数。因为递归函数的调用次数在编译时无法确定，而内联函数是在编译期将代码展开，递归函数若内联会导致无限展开，无法完成编译。
3. 动态链接库问题：在动态链接库（DLL）中，内联函数可能会带来问题。由于内联函数的代码在调用处展开，如果不同的模块使用不同版本的内联函数定义（比如不同编译优化设置导致内联函数代码有差异），可能会引发链接错误或运行时错误。