c++ - 是否可以内联重载的运算符？

Question

我分析了我的应用程序，以了解为什么我的 3D vector 实现比相应的 C 函数调用慢近 3 倍:结果证明，每个函数调用所花费的时间都比执行的实际算术多!我已经将函数调用次数减少到 3 次，但这并没有太大帮助。

似乎由于某种原因，算术运算符调用比其他函数调用花费更多时间，而且，通过反汇编，我发现了原因:尽管如此，它们是唯一没有内联的函数全面优化!每次调用需要约 10 个准备命令，仅用于存储两个操作数。相比之下，调用相应的C函数只需要2条命令来存储每个双指针参数。

这是我的代码的一个简化部分(根据需要添加包含守卫):

// header vector3d.h
class VectorExpression3d;
class Vector3d {
public: // will see about visibility later...
   double x, y, z;
   Vector3d(const VectorExpression3d& ve);
   Vector3d& operator=(const VectorExpression3d& ve);
};
#include "vectorexpression3d.h"
// implementation ...

// header vectorexpression3d.h
#include "vector3d.h"
class VectorExpression3d {
public:
   double x, y, z, scale;
   VectorExpression3d(const Vector3d& v1, const Vector3d& v2)
     : x(v1.x+v2.x), y(v1.y+v2.y), z(v1.z+v2.z), scale(1.0) {}
};

// main cpp file
#include "vector3d.h"
inline VectorExpression3d operator+(const Vector3d& v1, const Vector3d& v2) {
   return VectorExpression3d(v1, v2);
}

int main() {
  // code
  Vector3d v1, v2, v3;
  v3 = v1+v2; // invokes non-inlined call to operator+ above, 
              // then inlined(!) VectorExpression3d constructor
              // then inlined(!) Vector3d constructor
              // then inlined VectorExpression3d destructor
  // ...
}

我使用的是 VS 2010，编译器似乎忽略了任何运算符的内联语句。我知道我不能强制内联 - 但它应该是可能的，而且由于操作符很简单，它甚至应该很容易!那么问题是什么？为什么 VS 2010 不内联我的运算符？毕竟不可能吗？

根据我的分析结果，调用 operator+ 本身就用掉了 addition 语句总时间的一半以上，包括临时对象的赋值和构造/销毁!

附言:也许这很重要，但我忘了提到实际的类实际上是模板(到目前为止只有模板 arg 是基本类型 (double)，所以不是什么大问题)

Answer 1

在类定义中定义的类的任何成员函数函数(包括运算符)都可以内联。

对于内联函数的任何使用(例如在类定义中，或显式声明为 inline 的函数)，编译器没有义务实际内联函数。允许编译器将内联视为提示，然后忽略该提示。编译设置(例如优化选项)可以使编译器或多或少对内联具有积极性。一些编译器拒绝内联某些函数(例如，一些编译器拒绝内联带有 switch 语句的函数)。

一些现代编译器在某些情况下甚至足够聪明，可以内联程序员未指定为内联的函数。在实践中，现代编译器通常能够比大多数程序员做出更好的内联选择(例如，利用主机系统的功能)。