【发布时间】：2010-09-16 10:56:31
【问题描述】：
inline int factorial(int n)
{
if(!n) return 1;
else return n*factorial(n-1);
}
在阅读this时，发现上面的代码如果没有被编译器正确处理会导致“无限编译”。
编译器如何决定是否内联函数？
【问题讨论】：
标签： c++ c compiler-construction
【发布时间】：2010-09-16 10:56:31
【问题描述】：
首先，函数的inline 规范只是一个提示。编译器可以（并且经常这样做）完全忽略 inline 限定符的存在或不存在。话虽如此，编译器可以内联递归函数，就像它可以展开无限循环一样。它只需要对“展开”函数的级别设置一个限制。
优化编译器可能会转换此代码：
inline int factorial(int n)
{
if (n <= 1)
{
return 1;
}
else
{
return n * factorial(n - 1);
}
}
int f(int x)
{
return factorial(x);
}
进入这段代码：
int factorial(int n)
{
if (n <= 1)
{
return 1;
}
else
{
return n * factorial(n - 1);
}
}
int f(int x)
{
if (x <= 1)
{
return 1;
}
else
{
int x2 = x - 1;
if (x2 <= 1)
{
return x * 1;
}
else
{
int x3 = x2 - 1;
if (x3 <= 1)
{
return x * x2 * 1;
}
else
{
return x * x2 * x3 * factorial(x3 - 1);
}
}
}
}
在这种情况下，我们基本上已经将函数内联了 3 次。一些编译器会执行此优化。我记得 MSVC++ 有一个设置来调整将在递归函数上执行的内联级别（我相信最多 20 个）。
【讨论】：
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它是#pragma inline_recursion(on)。关于最大深度的文档不一致或不确定。值 8、16 或 #pragma inline_depth 的值是可能的。
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@peterchen 如果内联函数正在改变其参数之一的值会发生什么，我认为最好将函数内联在事实而不是主函数中。对不起我的英语
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@obounaim：你可能会这么想。 MSVC 没有。
确实，如果您的编译器不能智能地运行，它可能会尝试递归地插入您的 inlined 函数的副本，从而创建无限大的代码。然而，大多数现代编译器都会认识到这一点。他们可以：
- 根本没有内联函数
- 将其内联到一定深度，如果到那时还没有终止，请使用标准函数调用约定调用函数的单独实例。这可以以高性能的方式处理许多常见情况，同时为具有较大调用深度的罕见情况留下后备。这也意味着您可以保留该函数代码的内联版本和单独版本。
对于情况 2，许多编译器都有#pragmas，您可以设置它来指定应该执行此操作的最大深度。在 gcc 中，您还可以从命令行使用 --max-inline-insns-recursive 将其传入（查看更多信息 here）。
【讨论】：
如果可能的话，AFAIK GCC 将对递归函数进行尾调用消除。但是，您的函数不是尾递归的。
【讨论】：
编译器创建调用图；当检测到循环调用自身时，函数在一定深度后不再内联（n=1、10、100，无论编译器调整到什么）。
【讨论】：
请参阅已经给出的答案，了解为什么这通常不起作用。
作为“脚注”，您可以使用template metaprogramming 实现您正在寻找的效果（至少对于您用作示例的阶乘）。从维基百科粘贴：
template <int N>
struct Factorial
{
enum { value = N * Factorial<N - 1>::value };
};
template <>
struct Factorial<0>
{
enum { value = 1 };
};
【讨论】：
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这很可爱，但请注意原始帖子有一个可变参数“int n”。
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是的，但是当编译时不知道 n 时，想要“递归内联”也没有什么意义……编译器怎么能做到这一点？所以在这个问题的背景下，我认为这是一个相关的选择。
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参见 Derek Park 的示例如何做到这一点：通过内联两次，您递归 n>>2 次，结果代码有 2+2 个返回。
一些递归函数可以转换为循环，从而有效地无限内联它们。我相信gcc可以做到这一点，但我不知道其他编译器。
【讨论】：
编译器将创建一个调用图来检测这些事情并阻止它们。所以它会看到函数调用自己而不是内联。
但主要是由 inline 关键字和编译器开关控制（例如，即使没有关键字，你也可以让它自动内联小函数。）重要的是要注意调试编译永远不应该内联，因为调用堆栈不会保留以镜像您在代码中创建的调用。
【讨论】：
“编译器如何决定是否内联函数？”
这取决于编译器、指定的选项、编译器的版本号、可能有多少可用内存等。
程序的源代码仍然必须遵守内联函数的规则。无论函数是否被内联，您都必须为它可能被内联（未知次数）做好准备。
关于递归宏通常是非法的 Wikipedia 声明看起来相当缺乏信息。 C 和 C++ 防止递归调用，但翻译单元不会因为包含看起来像递归的宏代码而变得非法。在汇编器中，递归宏通常是合法的。
【讨论】：
某些编译器（即 Borland C++）不会内联包含条件语句（if、case、while 等）的代码，因此您的示例中的递归函数不会被内联。
【讨论】：