什么是内在函数？

Question

任何人都可以解释它们是什么以及为什么我需要它们？ 如果我需要使用内在函数，我将构建什么样的应用程序？

Answer 1

内部函数是编译器在可能的情况下直接实现的函数，而不是链接到库提供的函数实现。

一个常见的例子是strncpy() 。

对于短字符串，对strncpy()进行函数调用strncpy()包括设置带有返回地址的“堆栈帧”）将比实际的字节复制消耗更多的时间。 更糟糕的是，对CPU预取缓冲区的影响将使CPU执行停顿几个时钟周期。

相反，内部函数由编译器实现，而不是函数调用。 在strncpy()的示例中，字节复制代码直接在调用strncpy()的位置发出。

与此strncpy()示例类似，如果满足所需的约束，则每个内部函数都直接作为内联代码实现。

内部函数的非内在副本通常仍然存在于标准库中，以防需要函数的地址。

与内联函数相比，内部函数由编译器提供。 在C程序的源代码中没有写入内部函数的地方，也没有必须链接到的库实现。 内联函数的不同之处在于编译器读取内联函数的源代码，但类似之后，它可以将内联函数的编译转换直接发送到目标代码中，省略函数调用的开销。

简而言之，内部函数和内联函数之间的实际区别在于，即使您没有#include包含函数声明的必需头文件，内部函数也“存在”。 对于内联函数，带有函数声明的头文件必须首先是#include （或以其他方式声明）。

Answer 2

通常，“内在函数”指的是内置函数 - 即大多数标准库函数，编译器可以/将生成内联而不是调用库中的实际函数。 例如，可以为x86编译类似于： memset(array1, 10, 0)的调用memset(array1, 10, 0)如：

 mov ecx, 10
 xor eax, eax
 mov edi, offset FLAT:array1
 rep stosb

像这样的内在函数纯粹是一种优化。 “需要”内在函数很可能是编译器支持内在函数的情况，这些内在函数允许您生成编译器无法（或通常不会）直接生成的代码。 对于一个明显的例子，x86的很多编译器都有“MMX内在函数”，它允许你使用“函数”，这些函数实际上只是MMX指令的直接表示。

Answer 3

编译器将内在函数公开为不属于任何库的函数本身。

您可能最常使用的是汇编内在函数 ，它们被编译器视为它们所代表的机器指令。 例如，您可以在需要利用编译器不自动生成的特定CPU指令的代码中使用它们，并且您不一定需要完整的内联汇编部分。

Answer 4

“内在函数”是编译器识别和实现的语言的那些特性，而不需要程序来声明它们。 编译器可能或可能不链接到运行时库以执行操作。 例如，在C ++中，结构复制操作是隐式的：

struct {
    int  a;
    char b [100];
    long c [27];
} s, t;

...
s = t;   // this statement copies hundreds of bytes, likely with a rtl call

其他示例包括像Fortran这样的语言，其中隐含支持复杂类型，并且超越（正弦，切线等）函数不需要 - 也不能声明。 PHP，Javascript，Ruby等具有数百种内在函数，例如创建和搜索数组，执行正则表达式匹配等等。

至于你的其他问题，唯一的区别是它们是否需要申报。 例如，使用超越函数的C ++程序必须包含数学库声明：

#include <math.h>

没有特定的应用程序模式依赖于内在函数; 这对编译器编写者和程序员来说只是一个重要的问题。