C# 中的內聯函數？

Question

你如何在 C# 中執行“內聯函數”？ 我不認為我理解這個概念。 它們像匿名方法嗎？ 像 lambda 功能？

注意：答案幾乎完全涉及內聯函數的能力，即“用被調用者的主體替換 function 調用站點的手動或編譯器優化”。 如果您對匿名（又名 lambda）函數感興趣，請參閱@jalf 的回答或每個人都在談論的“Lambda”是什么？ .

Answer 1

最后，在 .NET 4.5 中，CLR 允許使用MethodImplOptions.AggressiveInlining值提示/建議^{1 個}方法內聯。 它也可以在 Mono 的后備箱中使用（今天已提交）。

// The full attribute usage is in mscorlib.dll,
// so should not need to include extra references
using System.Runtime.CompilerServices; 

...

[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
void MyMethod(...)

1 . 以前在這里使用“力”。 由於有一些反對票，我將嘗試澄清該術語。 正如在評論和文檔中一樣， The method should be inlined if possible. ， The method should be inlined if possible. 特別是考慮到 Mono（它是開放的），考慮到內聯或更通用的技術限制（例如虛函數），存在一些特定於 Mono 的技術限制。 總的來說，是的，這是對編譯器的一個提示，但我想這就是所要求的。

Answer 2

內聯方法只是一種編譯器優化，其中函數的代碼被滾動到調用者中。

在 C# 中沒有執行此操作的機制，並且在支持它們的語言中應謹慎使用它們——如果您不知道為什么應該在某處使用它們，那么它們就不應該使用。

編輯：為了澄清，有兩個主要原因需要謹慎使用它們：

1. 在不需要的情況下使用內聯很容易制作大量二進制文件
2. 從性能的角度來看，編譯器往往比你更清楚什么時候應該內聯

最好不要管它，讓編譯器完成它的工作，然后分析並確定內聯是否是最適合您的解決方案。 當然，有些事情內聯才有意義（尤其是數學運算符），但讓編譯器處理它通常是最佳實踐。

Answer 3

更新：根據konrad.kruczynski 的回答，以下適用於 .NET 版本（包括 4.0）。

您可以使用MethodImplAttribute 類來防止方法被內聯...

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
void SomeMethod()
{
    // ...
}

...但沒有辦法做相反的事情並強制它內聯。

Answer 4

你混淆了兩個不同的概念。 函數內聯是一種編譯器優化，對語義沒有影響。 無論是否內聯，函數的行為都是相同的。

另一方面，lambda 函數純粹是一個語義概念。 對它們應該如何實現或執行沒有要求，只要它們遵循語言規范中規定的行為。 如果 JIT 編譯器喜歡，它們可以被內聯，如果不喜歡，則不可以。

C# 中沒有 inline 關鍵字，因為它是一種通常可以留給編譯器的優化，尤其是在 JIT 語言中。 JIT 編譯器可以訪問運行時統計信息，這使它能夠比編寫代碼時更有效地決定要內聯的內容。 如果編譯器決定內聯一個函數，那么無論哪種方式你都無能為力。 :)

Answer 5

科迪說得對，但我想提供一個內聯函數是什么的例子。

假設您有以下代碼：

private void OutputItem(string x)
{
    Console.WriteLine(x);

    //maybe encapsulate additional logic to decide 
    // whether to also write the message to Trace or a log file
}

public IList<string> BuildListAndOutput(IEnumerable<string> x)
{  // let's pretend IEnumerable<T>.ToList() doesn't exist for the moment
    IList<string> result = new List<string>();

    foreach(string y in x)
    {
        result.Add(y);
        OutputItem(y);
    }
    return result;
}

編譯器 即時優化器可以選擇更改代碼，以避免在堆棧上重復調用 OutputItem()，這樣就好像您已經編寫了這樣的代碼：

public IList<string> BuildListAndOutput(IEnumerable<string> x)
{
    IList<string> result = new List<string>();

    foreach(string y in x)
    {
        result.Add(y);

        // full OutputItem() implementation is placed here
        Console.WriteLine(y);   
    }

    return result;
}

在這種情況下，我們會說 OutputItem() 函數是內聯的。 請注意，即使 OutputItem() 也從其他地方調用，它也可能會這樣做。

編輯以顯示更可能被內聯的場景。

Answer 6

你是說 C++ 意義上的內聯函數嗎？ 其中普通函數的內容會自動內聯復制到調用站點中？ 最終效果是在調用函數時實際上沒有發生函數調用。

例子：

inline int Add(int left, int right) { return left + right; }

如果是，則不，沒有與此等效的 C#。

或者你的意思是在另一個函數中聲明的函數？ 如果是，則是，C# 通過匿名方法或 lambda 表達式支持這一點。

例子：

static void Example() {
  Func<int,int,int> add = (x,y) => x + y;
  var result = add(4,6);  // 10
}

Answer 7

是的，唯一的區別是它返回一個值。

簡化（不使用表達式）：

List<T>.ForEach一個動作，它不期望返回結果。

所以Action<T>委托就足夠了..說：

List<T>.ForEach(param => Console.WriteLine(param));

等同於說：

List<T>.ForEach(delegate(T param) { Console.WriteLine(param); });

不同之處在於參數類型和委托聲明是通過使用推斷的，並且簡單的內聯方法不需要大括號。

然而

List<T>.Where一個函數，期待一個結果。

所以一個Function<T, bool>應該是：

List<T>.Where(param => param.Value == SomeExpectedComparison);

這與：

List<T>.Where(delegate(T param) { return param.Value == SomeExpectedComparison; });

您還可以內聯聲明這些方法並將它們分配給變量 IE：

Action myAction = () => Console.WriteLine("I'm doing something Nifty!");

myAction();

或者

Function<object, string> myFunction = theObject => theObject.ToString();

string myString = myFunction(someObject);

我希望這有幫助。

Answer 8

有時我確實希望強制代碼內聯。

例如，如果我有一個復雜的例程，其中在一個高度迭代的塊中做出了大量決策，並且這些決策導致要執行的類似但略有不同的操作。 例如，考慮一個復雜的（非 DB 驅動的）排序比較器，其中排序算法根據許多不同的不相關標准對元素進行排序，例如如果根據快速語言的語法和語義標准對單詞進行排序，則可能會這樣做識別系統。 我傾向於編寫輔助函數來處理這些操作，以保持源代碼的可讀性和模塊化。

我知道這些輔助函數應該是內聯的，因為如果代碼永遠不需要被人類理解，那么這就是編寫代碼的方式。 我當然想確保在這種情況下沒有函數調用開銷。

Answer 9

聲明“最好不要管這些事情，讓編譯器完成工作......”（Cody Brocious）完全是垃圾。 我已經編寫了 20 年的高性能游戲代碼，但我還沒有遇到一個“足夠聰明”的編譯器，可以知道哪些代碼應該被內聯（函數）。 在 c# 中有一個“內聯”語句會很有用，事實是編譯器沒有它需要的所有信息來確定在沒有“內聯”提示的情況下應該始終內聯或不內聯哪個函數。 當然，如果函數很小（訪問器），那么它可能會自動內聯，但如果它是幾行代碼呢？ 廢話，編譯器無法知道，你不能把它留給編譯器來優化代碼（超越算法）。

Answer 10

我知道這個問題是關於 C# 的。 但是，您可以使用 F# 在 .NET 中編寫內聯函數。 請參閱： 在 F# 中使用 `inline`

Answer 11

不，C# 中沒有這樣的構造，但是 .NET JIT 編譯器可以決定在 JIT 時間執行內聯函數調用。 但我實際上不知道它是否真的在做這樣的優化。
（我認為它應該:-)）

Answer 12

如果您的程序集將被生成，您可能需要查看 TargetedPatchingOptOut。 這將幫助 ngen 決定是否內聯方法。 MSDN參考

盡管如此，它仍然只是一個聲明性的優化提示，而不是一個命令式命令。

Answer 13

Lambda 表達式是內聯函數！ 我認為，C# 沒有像 inline 之類的額外屬性！

Answer 14

C# 不支持像 python 這樣的動態語言那樣的內聯方法（或函數）。 但是，匿名方法和 lambdas 可用於類似目的，包括當您需要訪問包含方法中的變量時，如下例所示。

static void Main(string[] args)
{
    int a = 1;

    Action inline = () => a++;
    inline();
    //here a = 2
}