Kapan harus menggunakan fungsi sebaris dan kapan tidak menggunakannya?

Saya tahu bahwa inline adalah petunjuk atau permintaan untuk mengkompilasi dan digunakan untuk menghindari overhead panggilan fungsi.

Jadi atas dasar apa seseorang dapat menentukan apakah suatu fungsi adalah kandidat untuk inlining atau tidak? Dalam hal mana seseorang harus menghindari inlining?

Menghindari biaya panggilan fungsi hanya setengah dari cerita.

melakukan:

• gunakan inlinesebagai ganti#define
• fungsi yang sangat kecil adalah kandidat yang baik untuk inline: kode yang lebih cepat dan executable yang lebih kecil (lebih banyak peluang untuk tetap dalam cache kode)
• fungsinya kecil dan disebut sangat sering

jangan:

• fungsi besar: mengarah ke executable lebih besar, yang secara signifikan merusak kinerja terlepas dari eksekusi lebih cepat yang dihasilkan dari panggilan overhead
• fungsi sebaris yang terikat I / O
• fungsi ini jarang digunakan
• konstruktor dan destruktor: bahkan ketika kosong, kompilator menghasilkan kode untuk mereka
• melanggar kompatibilitas biner saat mengembangkan perpustakaan:
  • sebaris fungsi yang ada
  • mengubah fungsi inline atau membuat fungsi inline non-inline: versi sebelumnya dari perpustakaan memanggil implementasi lama

saat mengembangkan perpustakaan, untuk membuat kelas dapat dikembangkan di masa mendatang Anda harus:

• tambahkan destruktor virtual non-inline bahkan jika badan kosong
• buat semua konstruktor menjadi non-inline
• tulis implementasi non-inline dari copy constructor dan operator penugasan kecuali kelas tidak dapat disalin oleh nilai

Ingatlah bahwa inlinekata kunci adalah petunjuk bagi kompiler: kompiler dapat memutuskan untuk tidak menyelaraskan suatu fungsi dan dapat memutuskan untuk menyelaraskan fungsi yang tidak ditandai inlinesejak awal. Saya biasanya menghindari fungsi menandaiinline (selain mungkin ketika menulis fungsi yang sangat kecil).

Tentang kinerja, pendekatan bijak adalah (seperti biasa) untuk membuat profil aplikasi, kemudian pada akhirnya inlineseperangkat fungsi yang mewakili hambatan.

Referensi:

• Untuk Inline atau Tidak Untuk Inline
• [9] Fungsi sebaris
• Kebijakan / Masalah Kompatibilitas Biner Dengan C ++
• GotW # 33: Inline
• Redux sebaris
• Efektif C ++ - Butir 33: Gunakan sebaris dengan bijaksana

EDIT: Bjarne Stroustrup, Bahasa Pemrograman C ++:

Suatu fungsi dapat didefinisikan sebagai inline. Sebagai contoh:

inline int fac(int n)
{
  return (n < 2) ? 1 : n * fac(n-1);
}

The inlinespecifier adalah petunjuk untuk compiler yang harus berusaha untuk menghasilkan kode untuk panggilan dari fac()inline daripada meletakkan kode untuk fungsi sekali dan kemudian memanggil melalui mekanisme pemanggilan fungsi biasa. Kompiler yang pintar dapat menghasilkan konstanta 720untuk panggilan fac(6). Kemungkinan fungsi inline yang saling rekursif, fungsi inline yang berulang atau tidak bergantung pada input, dll., Membuat tidak mungkin untuk memastikan bahwa setiap panggilan inlinefungsi sebenarnya digarisbawahi. Tingkat kepintaran dari sebuah kompiler tidak dapat diundangkan, sehingga satu kompiler dapat menghasilkan 720, yang lain 6 * fac(5), dan yang lainnya panggilan yang tidak digariskan fac(6).

Untuk memungkinkan inlining jika tidak ada kompilasi yang luar biasa pintar dan fasilitas penghubung, definisi - dan bukan hanya deklarasi - dari fungsi sebaris harus dalam ruang lingkup (§9.2). Sebuah inlineespecifier tidak mempengaruhi semantik fungsi. Secara khusus, fungsi inline masih memiliki alamat unik dan demikian juga staticvariabel (§7.1.2) dari fungsi inline.

EDIT2: ISO-IEC 14882-1998, 7.1.2 Penentu fungsi

Deklarasi fungsi (8.3.5, 9.3, 11.4) dengan inlinespecifier menyatakan fungsi inline. Penspesifikasi sebaris menunjukkan pada implementasi bahwa substitusi sebaris dari fungsi tubuh pada titik panggilan lebih disukai daripada mekanisme panggilan fungsi yang biasa. Implementasi tidak diperlukan untuk melakukan penggantian inline ini di titik panggilan; namun, bahkan jika penggantian inline ini dihilangkan, aturan lain untuk fungsi inline yang didefinisikan oleh 7.1.2 tetap harus dihormati.

inline tidak ada hubungannya dengan optimasi. inlineadalah instruksi kepada kompiler untuk tidak menghasilkan kesalahan jika fungsi yang diberikan definisi muncul beberapa kali dalam program dan janji bahwa definisi akan muncul di setiap terjemahan yang digunakan dan di mana pun itu muncul akan memiliki definisi yang persis sama.

Mengingat aturan di atas, inlinecocok untuk fungsi pendek yang badannya tidak mengharuskan termasuk dependensi tambahan atas apa yang hanya dibutuhkan deklarasi. Setiap kali definisi ditemukan itu harus diuraikan dan kode untuk tubuhnya dapat dihasilkan sehingga menyiratkan beberapa overhead kompiler atas fungsi yang didefinisikan hanya sekali dalam satu file sumber tunggal.

Kompiler dapat inline (yaitu mengganti panggilan ke fungsi dengan kode yang melakukan tindakan fungsi itu) panggilan fungsi apa pun yang dipilihnya. Dulu kasus itu "jelas" tidak bisa inline fungsi yang tidak dideklarasikan dalam unit terjemahan yang sama dengan panggilan tetapi dengan meningkatnya penggunaan optimasi waktu tautan bahkan ini tidak benar sekarang. Yang sama benarnya adalah fakta bahwa fungsi yang ditandai inlinemungkin tidak diuraikan.

Memberitahu kompiler untuk menjalankan fungsi adalah optimisasi, dan aturan terpenting optimisasi adalah optimasi prematur adalah akar dari semua kejahatan. Selalu tulis kode yang jelas (menggunakan algoritma yang efisien), lalu buat profil program Anda dan hanya optimalkan fungsi yang terlalu lama.

Jika Anda menemukan fungsi tertentu sangat pendek dan sederhana, dan dipanggil puluhan ribu kali dalam putaran dalam yang ketat, itu mungkin kandidat yang baik.

Namun, Anda mungkin akan terkejut - banyak kompiler C ++ akan secara otomatis menyatukan fungsi-fungsi kecil untuk Anda - dan mereka mungkin mengabaikan permintaan Anda untuk inline juga.

Cara terbaik untuk mengetahuinya adalah dengan membuat profil program Anda dan menandai fungsi-fungsi kecil yang dipanggil berkali-kali dan membakar melalui siklus CPU yang inline . Kata kunci di sini adalah "kecil" - setelah overhead panggilan fungsi diabaikan dibandingkan dengan waktu yang dihabiskan dalam fungsi, tidak ada gunanya untuk menyejajarkannya.

Penggunaan lain yang saya sarankan adalah jika Anda memiliki fungsi-fungsi kecil yang cukup sering dipanggil dalam kode kinerja kritis untuk membuat cache miss relevan, Anda mungkin harus menyejajarkannya juga. Sekali lagi, itu adalah sesuatu yang harus bisa disampaikan oleh profiler.

Optimalisasi prematur adalah akar dari semua kejahatan!

Sebagai aturan praktis saya biasanya hanya sebaris "getter" dan "setters". Setelah kode berfungsi dan stabil, pembuatan profil dapat menunjukkan fungsi mana yang bisa mendapat manfaat dari inlining.

Di sisi lain, sebagian besar kompiler modern memiliki algoritma optimisasi yang cukup baik, dan akan menguraikan apa yang seharusnya Anda sebariskan untuk Anda.

Reasuming - menulis fungsi one-liner sebaris, dan khawatir tentang orang lain nanti.

Fungsi sebaris mungkin meningkatkan kinerja kode Anda dengan menghilangkan kebutuhan untuk mendorong argumen ke dalam tumpukan. jika fungsi yang dimaksud adalah bagian penting dari kode Anda, Anda harus membuat keputusan inline bukan inline di bagian optimisasi proyek Anda,

Anda dapat membaca lebih lanjut tentang inline di c ++ faq

Saya sering menggunakan fungsi sebaris bukan sebagai optimasi tetapi untuk membuat kode lebih mudah dibaca. Terkadang kode itu sendiri lebih pendek dan lebih mudah dipahami daripada komentar, nama deskriptif dll. Misalnya:

void IncreaseCount() { freeInstancesCnt++; }

Pembaca segera mengetahui semantik kode yang lengkap.

Saya biasanya mengikuti aturan praktis di mana saya membuat fungsi dengan 3-4 pernyataan sederhana sebagai inline. Tetapi baik untuk diingat bahwa itu hanyalah petunjuk bagi kompiler. Panggilan terakhir untuk membuatnya sejajar atau tidak hanya diambil oleh kompiler. Jika ada lebih dari banyak pernyataan ini saya tidak akan mendeklarasikan sebaris dengan kompiler bodoh itu dapat menyebabkan kode mengasapi.

Cara terbaik adalah dengan memeriksa dan membandingkan instruksi yang dihasilkan untuk inline dan tidak inline. Namun, selalu aman untuk dihilangkan inline. Menggunakan inlinedapat menyebabkan masalah yang tidak Anda inginkan.

Ketika memutuskan apakah akan menggunakan inline, saya biasanya mengingat ide berikut: Pada komputer modern, latensi memori dapat menjadi penghambat yang lebih besar daripada perhitungan mentah. Fungsi inlining yang disebut sering diketahui menumbuhkan ukuran yang dapat dieksekusi. Lebih jauh, fungsi seperti itu dapat disimpan dalam cache kode CPU yang akan mengurangi jumlah cache yang hilang ketika kode itu perlu diakses.

Oleh karena itu, Anda harus memutuskan sendiri: Apakah menambahkan atau mengurangi ukuran kode mesin yang dihasilkan? Seberapa besar kemungkinan bahwa memanggil fungsi akan menyebabkan cache hilang? Jika dibumbui di seluruh kode, maka saya akan mengatakan kemungkinannya tinggi. Jika dibatasi untuk satu loop ketat maka kemungkinan mudah-mudahan rendah.

Saya biasanya menggunakan inlining dalam daftar kasus saya di bawah ini. Namun, di mana Anda benar-benar peduli dengan kinerja, membuat profil sangat penting. Selanjutnya, Anda mungkin ingin memeriksa apakah kompiler benar-benar menerima petunjuk.

• Rutinitas singkat yang disebut dalam loop ketat.
• Accessor yang sangat mendasar (get / set) dan fungsi wrapper.
• Kode template dalam file header sayangnya secara otomatis mendapatkan petunjuk inline.
• Kode pendek yang digunakan seperti makro. (Misalnya, min () / maks ())
• Rutin matematika pendek.

Juga, metode inline memiliki efek samping yang parah ketika mempertahankan proyek besar. Ketika kode inline diubah, semua file yang menggunakannya akan dibangun kembali secara otomatis oleh kompiler (itu adalah kompiler yang baik). Ini bisa menghabiskan banyak waktu pengembangan Anda.

Ketika suatu inlinemetode ditransfer ke file sumber dan tidak diuraikan lagi, seluruh proyek harus dibangun kembali (setidaknya ini adalah pengalaman saya). Dan juga ketika metode dikonversi menjadi inline.

Seseorang harus menggunakan kualifikasi fungsi sebaris hanya ketika kode fungsi kecil. Jika fungsinya lebih besar Anda harus memilih fungsi normal karena menghemat ruang memori sebanding dengan pengorbanan yang relatif kecil dalam kecepatan eksekusi.

Ketika Anda berpikir kode Anda cukup kecil untuk digunakan sebagai inline dan ingatlah fungsi inline menduplikat kode Anda dan menempelkannya ketika fungsi dipanggil sehingga mungkin cukup baik untuk meningkatkan waktu eksekusi Anda tetapi juga meningkatkan konsumsi memori. Anda tidak dapat menggunakan fungsi inline ketika Anda menggunakan fungsi loop / variabel statis / rekursif / switch / goto / Virtual. Virtual berarti menunggu hingga runtime dan inline berarti selama kompilasi sehingga mereka tidak dapat digunakan secara bersamaan.

Saya telah membaca beberapa jawaban dan melihat ada beberapa hal yang hilang.

Aturan yang saya gunakan adalah tidak menggunakan inline, kecuali saya ingin inline. Tampak konyol, sekarang penjelasan.

Kompiler cukup pintar dan fungsi pendek selalu sejajar. Dan tidak pernah menjadikan fungsi panjang sebagai inline, kecuali jika programmer mengatakan untuk melakukan itu.

Saya tahu bahwa inline adalah petunjuk atau permintaan untuk kompiler

Sebenarnya inlineini adalah pesanan untuk kompiler, ia tidak punya pilihan dan setelah inlinekata kunci membuat semua kode sebaris. Jadi Anda tidak pernah bisa menggunakan inlinekata kunci dan kompiler akan mendesain kode terpendek.

Jadi kapan harus digunakan inline?

Untuk digunakan jika Anda ingin memiliki beberapa kode sebaris. Saya hanya tahu satu contoh, karena saya menggunakannya hanya dalam satu situasi. Ini adalah otentikasi pengguna.

Misalnya saya punya fungsi ini:

inline bool ValidUser(const std::string& username, const std::string& password)
{
    //here it is quite long function
}

Tidak peduli seberapa besar fungsi ini saya ingin memilikinya sebagai inline karena itu membuat perangkat lunak saya lebih sulit untuk di-crack.