前言

在iOS应用开发中，优化程序性能是一个非常重要的问题。内联函数（Inline Function）技术是一种常用的优化技术之一，可以将函数调用操作在编译期间替换为函数实现的代码，从而避免了函数调用的开销，提高了程序的执行效率。本文将介绍内联函数在iOS开发中的应用，包括内联函数的定义和使用、内联函数的优点和缺点、以及如何在Xcode中进行内联函数的优化等方面的内容。

内联函数定义和使用

内联函数是一种特殊的函数，它的函数体通常只有几行代码，用于完成一些简单的任务。在C/C++编程中，可以使用关键字组合static inline来定义内联函数。例如，下面的代码展示了如何定义一个简单的内联函数：


static inline int square(int num) {
    return num * num;
}
// 像普通函数一样进行调用
int result = square(5);
static inline int square(int num) {
    return num * num;
}

// 像普通函数一样进行调用
int result = square(5);
static inline int square(int num) {
    return num * num;
}

// 像普通函数一样进行调用
int result = square(5);

如果你看过YYModel源码，你会发现这里面大量使用了内联函数来提高框架的性能


#define force_inline __inline__ __attribute__((always_inline))
/// 获取 NSBlock 类
static force_inline Class YYNSBlockClass() {
    static Class cls;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        void (^block)(void) = ^{};
        cls = ((NSObject *)block).class;
        while (class_getSuperclass(cls) != [NSObject class]) {
            cls = class_getSuperclass(cls);
        }
    });
    return cls; // current is "NSBlock"
}
#define force_inline __inline__ __attribute__((always_inline))

/// 获取 NSBlock 类
static force_inline Class YYNSBlockClass() {
    static Class cls;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        void (^block)(void) = ^{};
        cls = ((NSObject *)block).class;
        while (class_getSuperclass(cls) != [NSObject class]) {
            cls = class_getSuperclass(cls);
        }
    });
    return cls; // current is "NSBlock"
}
#define force_inline __inline__ __attribute__((always_inline))

/// 获取 NSBlock 类
static force_inline Class YYNSBlockClass() {
    static Class cls;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        void (^block)(void) = ^{};
        cls = ((NSObject *)block).class;
        while (class_getSuperclass(cls) != [NSObject class]) {
            cls = class_getSuperclass(cls);
        }
    });
    return cls; // current is "NSBlock"
}

内联函数的优点

提高程序的执行效率：由于内联函数避免了函数调用和返回带来的时间和空间开销，因此可以提高程序的执行效率，在一些需要频繁调用的场合下效果更加明显
代码简洁、易读：内联函数可以减少代码中的函数调用，使代码更加简洁和易读。此外，由于内联函数可以像普通函数一样接受参数和返回值，也能够提高代码的可读性
类型安全：内联函数可以像普通函数一样进行参数类型检查，避免传递无效的参数导致的程序崩溃或错误

内联函数的缺点

增加代码大小：由于内联函数是在编译时展开的，所以会将函数的代码插入到调用点处，从而增加了代码的大小。
需要权衡：在代码大小和性能之间需要做出权衡，选择合适的方式来实现代码的重用和优化。

在 Xcode 中优化内联函数

在 Xcode 中，我们可以使用一些编译选项来控制内联函数的优化。可以通过设置 Optimization Level（优化级别）选项来控制编译器的优化程度。在 Project -> Build Settings -> Apple LLVM X.0 – Code Generation 中设置 Optimization Level 选项，有以下几个选项可供选择：

None：不进行任何优化，保留完整的调试信息，用于调试。
Fastest：使用最快的优化级别，同时保留调试信息。
Fast：使用较快的优化级别，仍然保留调试信息。
Faster：使用更高效的优化级别，会删除一些调试信息，使结果更加紧凑。
Optimized：使用最高效的优化级别，会删除大部分调试信息，使结果尽可能的紧凑。

在默认情况下，Xcode 使用 -Os（Optimize for Size）选项来进行编译。这个选项既保留了一定的优化，又保留了一定的调试信息，是一种比较平衡的选择。如果需要更高的性能，可以将 Optimization Level 选项设置为 Fastest 或 Fast 等选项。如果需要保留更多的调试信息，可以将 Optimization Level 选项设置为 None 或者 Optimized 等选项。

需要注意的是，在使用内联函数时，我们需要根据具体情况来判断是否需要进行内联函数的优化。内联函数的优化效果在不同的场合中可能会有差异，需要进行实际测试来评估优化效果。

常见问题

内联函数与普通函数的区别

内联函数（inline function）和普通函数（regular function）最重要的区别在于编译器处理的方式不同。

普通函数是在调用时将函数的代码从函数的地址处加载到调用点的内存中，然后执行函数代码，最后返回调用点继续执行。这种方式会造成一定的时间和空间的浪费，尤其是对于函数体比较小但是需要频繁调用的函数而言，这种浪费就更加明显。

内联函数则会在编译时将函数调用点替换为函数代码本身，也就是说，每次调用内联函数时，都相当于将函数代码直接插入到了调用点处。这种方式虽然会增加代码大小，但是可以避免函数调用带来的时间和空间开销，从而提高程序的执行效率，因此内联函数是一种以空间换时间的方法

总体来说，内联函数适用于函数体非常小的函数，尤其是在需要频繁调用的场合下效果更佳。然而，内联函数也有一定的局限性，例如函数体过大、函数带有循环或递归等情况下，内联函数的效果会大打折扣甚至完全无法使用。此外，使用内联函数还有可能导致二进制文件的体积增加，需要在代码大小和性能之间做出权衡。

内联函数与宏定义的区别

iOS 中的内联函数（inline function）和宏定义（macro definition）虽然都可以用于实现代码的重用和优化，但是它们之间还是有较为明显的区别：

类型安全：内联函数是类型安全的，它们可以像普通函数一样进行参数类型检查，避免传递无效的参数导致的程序崩溃或错误。而宏定义则是基于文本替换的，它们没有类型检查，容易引入类型错误
编译时处理：内联函数是在编译时展开的，编译器会检查内联函数的调用情况，只有在需要的情况下才会将函数代码插入到调用点。而宏定义是在预处理时展开的，不会进行任何类型检查和编译优化，容易带来一些问题
代码可读性：内联函数可以提高代码的可读性，使程序员可以像调用普通函数一样来调用它们，而宏定义则会生成混乱和冗长的代码，降低了代码的可读性
调试时的方便性：在编译器展开后，内联函数的代码可以在调试时进行调试，而宏定义展开的代码则无法进行调试

因此，在开发过程中，我们应该掌握内敛函数和宏定义的优缺点，具体选择哪种方式来实现代码重用和优化，需要根据具体情况进行权衡和选择。

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THE END