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auteur : Marshall Cline | ||
Quand le compilateur évalue l'appel d'une fonction inline, le code complet de cette fonction est inséré dans le code de l'appelant (c'est
le même principe que ce qui se passe avec un #define). Cela peut, parmi beaucoup d'autres choses, améliorer les performances, étant donné
que l'optimiseur peut intégrer directement le code appelé, voire optimiser le code appelé en fonction du code appelant.
Il y a plusieurs façons d'indiquer qu'une fonction est inline, certaines impliquant le mot-clé inline, d'autres non. Peu importe
comment une fonction est déclarée inline, c'est une demande que le compilateur est autorisé à ignorer : il peut en évaluer certaines, toutes
ou même aucune. (Ne soyez pas découragés si cela semble désespérément vague. La flexibilité de ce qui précède est un avantage important :
le compilateur peut gérer de grosses fonctions différemment des petites, de plus, cela permet au compilateur de générer du code facile à
déboguer si vous spécifiez les bonnes options de compilation.)
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auteur : Marshall Cline | ||
Supposons l'appel suivant à une fonction g() :
En supposant que l'on ait une implémentation typique de C++, possédant des registres et une pile, les registres et les paramètres sont
déposés sur la pile juste avant l'appel de g(). Les paramètres sont ensuite retirés de la pile lors de l'entrée dans g(), redéposés lors
de la sortie de g() et finalement relus dans f(). Cela fait un certain nombre de lectures et écritures inutiles, spécialement dans le cas
ou le compilateur a la possibilité d'utiliser les registres pour les variables x, y et z : chaque variable pourrait être écrite deux fois
(en tant que registre et en tant que paramètre) et lue deux fois aussi (lors de son utilisation dans g() et pour restaurer les registres
au retour dans f()).
Si le compilateur évalue l'appel de g() en tant qu'inline, toutes ces lectures et écritures disparaissent. Les registres n'auront pas
besoin d'être écrits deux fois et les paramètres n'auront pas besoin d'être empilés ni désempilés, étant donné que l'optimiseur
saura qu'ils sont déjà dans les registres.
Bien entendu, votre configuration particulière sera différente, et il existe de nombreux cas qui sont en dehors du cas de figure présenté
ici, mais l'exemple ci-dessus sert à illustrer ce qui peut se passer lors de l'intégration inline.
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auteur : Marshall Cline | ||
Cela dépend.
Il n'y a pas de réponse simple. Les fonctions inline peuvent rendre le code plus rapide, mais elles peuvent aussi le rendre plus lent.
Elles peuvent rendre le code plus gros ou le rendre plus petit.
Elles peuvent ralentir considérablement le programme ou le rendre plus performant. Elles peuvent aussi
n'avoir aucun impact sur la rapidité du code.
Les fonctions inline peuvent rendre le code plus rapide
Comme vu précédemment, l'intégration du code peut supprimer une poignée d'instructions inutiles, ce qui peut rendre le code plus rapide.
Les fonctions inline peuvent rendre le code plus lent
Un excès de fonctions inline peur rendre le code 'indigeste', ce qui peut provoquer un excès d'accès à la mémoire virtuelle sur certains
systèmes. En d'autres mots, si la taille de l'exécutable est trop importante, le système risque de passer beaucoup de temps à faire
de la pagination sur disque pour accéder à la suite du code.
Les fonctions inline peuvent rendre le code plus gros
C'est la notion de code 'indigeste', décrite ci-dessus. Par exemple, si un programme a 100 fonctions inline qui augmenteront à chaque fois
la taille de l'exécutable de 100 bytes et qui sont appelées 100 fois chacune, l'augmentation de taille de l'exécutable sera proche de 1 MB.
Est-ce que ce Mo posera problème ? Qui sait, mais ce Mo risque d'être celui qui fera faire de la pagination au système et donc le ralentir.
Les fonctions inline peuvent rendre le code plus petit
Les compilateurs génèrent souvent plus de code pour empiler / désempiler les paramètres que l'inclusion du code ne le ferait. C'est ce
qui arrive avec de très petites fonctions, et cela peut même arriver avec de grosses fonctions quand l'optimiseur arrive à supprimer
le code redondant via l'inclusion du code - l'optimiseur peut donc transformer de grosses fonctions en petites.
Les fonctions inline peuvent augmenter la pagination
Le code généré peut devenir très gros, ce qui risque de causer un ralentissement considérable.
Les fonctions inline peuvent réduire la pagination
Le nombre de pages qui doivent se trouver en mémoire au même moment peut se réduire, alors que la taille de l'exécutable augmente. Quand
f() appelle g(), le code peut très bien se trouver dans deux pages différentes, alors que lorsque le compilateur inclut le code de g() dans
f(), le code a plus de probabilité de se trouver dans la même page.
Les fonctions inline peuvent n'avoir aucune influence sur les performances
Les performances ne sont pas liées qu'au CPU. Par contre, les entrées/sorties, les accès aux bases de données, l'accès au réseau peuvent
représenter un sérieux goulot d'étranglement. A moins que votre CPU ne soit utilisé à 100% la plupart du temps, l'utilisation des
fonctions inline n'améliorera pas les performances générales du système (et même si le goulot d'étranglement se situe au niveau du CPU,
les fonctions inline ne seront utiles que dans le code posant problème, ce qui représente souvent de très petits morceaux de code).
Il n'y a pas de réponse simple : vous devez essayer et voir ce qui est le mieux. Ne vous limitez pas à des réponses simplistes telles que
"Ne jamais utiliser les fonctions inline" ou "Toujours utiliser les fonctions inline" ou "N'utiliser les fonctions inline que si le code
fait moins de ... lignes de code". Ces règles arbitraires sont peut-être faciles à écrire, mais les résultats sont plus que décevants.
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auteur : Marshall Cline | ||
En C pur, vous pouvez réaliser des "structs (structures) encapsulées" en mettant un void * dans un struct, où le void * pointe sur
les vraies données qui sont inconnues aux utilisateurs du struct. Ainsi ces même utilisateurs du struct ne peuvent pas interpréter
les données pointées par void *, mais les fonctions d'accès peuvent elles convertir du void * vers le type de données caché. Ce qui
donne une forme de l'encapsulation.
Malheureusement ceci impose de renoncer à la sûreté de type, et impose également un appel de fonction pour accéder même aux zones
insignifiantes de la structure (si vous permettiez l'accès direct au champs de la structure, chacun pourrait accéder directement à toute
la structure puisqu'il connaîtrait nécessairement les données pointées par void *, et il deviendrait difficile de changer la structure de
données sous jacente).
Le temps d'appel de fonction est court, mais il s'ajoute à chaque appel. Les classes C++ permettent à ces appels de fonction d'être
insérés inline. Ceci vous laisse la sûreté de l'encapsulation avec en plus la vitesse des accès directs. En outre, les types des
paramètres de ces fonctions inline sont contrôlés par le compilateur, ce qui est une amélioration par rapport aux macros #define du C.
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auteur : Marshall Cline | ||
Parce que les #define sont mauvais. Mais parfois il faut les utiliser.
Contrairement aux #define, les fonctions inline évitent des erreurs très difficiles à tracer, étant donné que les fonctions inline évaluent
toujours chaque argument une et une seule fois. En d'autres mots, l'invocation d'une fonction inline est sémantiquement identique à
l'invocation d'une fonction classique, avec la seule différence de la rapidité.
Une autre différence est que les types des paramètres sont vérifiés, et les conversions nécessaires effectuées.
Les macros sont à proscrire, ne les utilisez que si vous n'avez pas d'autre alternative.
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auteur : Marshall Cline | ||
Quand vous déclarez une fonction inline, elle a exactement l'aspect d'une fonction normale :
Mais quand vous définissez une fonction inline, vous ajoutez au début de la définition de la fonction le mot-clé inline, et vous
mettez la définition dans le fichier d'en-tête:
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auteur : Marshall Cline | ||
Quand vous déclarez inline une fonction membre, elle a exactement l'aspect d'une fonction membre normale :
Mais quand vous définissez une fonction membre inline, vous ajoutez au début de la définition de la fonction membre le mot-clé inline,
et vous mettez la définition dans un fichier d'en-tête :
Il est habituellement impératif que la définition de la fonction (la partie entre {... }) soit placée dans un fichier d'en-tête.
Si vous mettiez inline la définition d'une fonction dans un fichier d'implémentation cpp, et si cette fonction était appelée d'un autre
fichier cpp, vous obtiendriez "une erreur externe" (fonction non définie) au moment de l'édition de liens.
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auteur : Marshall Cline | ||
Oui : définissez la fonction de membre dans le corps de classe elle-même :
Bien que ce soit plus facile pour la personne qui écrit la classe, c'est aussi plus dur pour le lecteur puisqu'on mélange
"ce que fait" la classe avec "comment elle le fait". En raison de ce mélange, on préfère normalement définir des fonctions membres
en dehors du corps de classe avec le mot-clé inline.
Comprenez que dans un monde orienté objet et réutilisation, il y a beaucoup de
gens qui utilisent la classe, mais une seule personne qui la crée (vous même).
C'est pourquoi vous devriez faire les choses en faveur du
plus grand nombre plutôt que pour le plus petit.
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