什么是內在函數？

Question

任何人都可以解釋它們是什么以及為什么我需要它們？ 如果我需要使用內在函數，我將構建什么樣的應用程序？

Answer 1

內部函數是編譯器在可能的情況下直接實現的函數，而不是鏈接到庫提供的函數實現。

一個常見的例子是strncpy() 。

對於短字符串，對strncpy()進行函數調用strncpy()包括設置帶有返回地址的“堆棧幀”）將比實際的字節復制消耗更多的時間。 更糟糕的是，對CPU預取緩沖區的影響將使CPU執行停頓幾個時鍾周期。

相反，內部函數由編譯器實現，而不是函數調用。 在strncpy()的示例中，字節復制代碼直接在調用strncpy()的位置發出。

與此strncpy()示例類似，如果滿足所需的約束，則每個內部函數都直接作為內聯代碼實現。

內部函數的非內在副本通常仍然存在於標准庫中，以防需要函數的地址。

與內聯函數相比，內部函數由編譯器提供。 在C程序的源代碼中沒有寫入內部函數的地方，也沒有必須鏈接到的庫實現。 內聯函數的不同之處在於編譯器讀取內聯函數的源代碼，但類似之后，它可以將內聯函數的編譯轉換直接發送到目標代碼中，省略函數調用的開銷。

簡而言之，內部函數和內聯函數之間的實際區別在於，即使您沒有#include包含函數聲明的必需頭文件，內部函數也“存在”。 對於內聯函數，帶有函數聲明的頭文件必須首先是#include （或以其他方式聲明）。

Answer 2

通常，“內在函數”指的是內置函數 - 即大多數標准庫函數，編譯器可以/將生成內聯而不是調用庫中的實際函數。 例如，可以為x86編譯類似於： memset(array1, 10, 0)的調用memset(array1, 10, 0)如：

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

像這樣的內在函數純粹是一種優化。 “需要”內在函數很可能是編譯器支持內在函數的情況，這些內在函數允許您生成編譯器無法（或通常不會）直接生成的代碼。 對於一個明顯的例子，x86的很多編譯器都有“MMX內在函數”，它允許你使用“函數”，這些函數實際上只是MMX指令的直接表示。

Answer 3

編譯器將內在函數公開為不屬於任何庫的函數本身。

您可能最常使用的是匯編內在函數 ，它們被編譯器視為它們所代表的機器指令。 例如，您可以在需要利用編譯器不自動生成的特定CPU指令的代碼中使用它們，並且您不一定需要完整的內聯匯編部分。

Answer 4

“內在函數”是編譯器識別和實現的語言的那些特性，而不需要程序來聲明它們。 編譯器可能或可能不鏈接到運行時庫以執行操作。 例如，在C ++中，結構復制操作是隱式的：

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這樣的語言，其中隱含支持復雜類型，並且超越（正弦，切線等）函數不需要 - 也不能聲明。 PHP，Javascript，Ruby等具有數百種內在函數，例如創建和搜索數組，執行正則表達式匹配等等。

至於你的其他問題，唯一的區別是它們是否需要申報。 例如，使用超越函數的C ++程序必須包含數學庫聲明：

#include <math.h>

沒有特定的應用程序模式依賴於內在函數; 這對編譯器編寫者和程序員來說只是一個重要的問題。