什么是内在函数？

Question 1

谁能解释它们是什么以及为什么我需要它们？如果需要使用内部函数，我将构建哪种应用程序？

Question 2

通常，“内在函数”是指内置函数，即编译器可以/将生成内联而不是在库中调用实际函数的大多数标准库函数。例如，像这样的调用memset(array1, 10, 0)可以为x86编译为：

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

这样的内部特性纯粹是一种优化。“需要”内部函数很可能是编译器支持内部函数的情况，这些内部函数可以让您生成编译器无法（或通常不会）直接生成的代码。举一个显而易见的例子，许多x86编译器都具有“ MMX Intrinsics”，可让您使用“功能”，这些功能实际上只是MMX指令的直接表示。

Question 3

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

一个常见的例子是strncpy()。

对于短字符串，对进行函数调用strncpy()涉及到使用返回地址设置“堆栈帧”，这将比实际复制字节花费更多的时间。更糟糕的是，对CPU预取缓冲区的影响将使CPU执行停止几个时钟周期。

相反，内部函数由编译器代替函数调用来实现。在的示例中strncpy()，字节复制代码直接在strncpy()调用位置发出。

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

如果需要函数的地址，则标准库中通常仍存在内部函数的非内部副本。

与内联函数相比，内在函数由编译器提供。C程序的源代码中没有写入内在函数的地方，也没有必须链接的库实现。内联函数的不同之处在于，编译器读取内联函数的源代码，但相似之处在于，稍后它可以将内联函数的编译后的翻译直接发射到目标代码中，从而省去了函数调用的开销。

简而言之，内在函数和内联函数之间的实际区别在于，即使没有#include所需的包含函数声明的头文件，内在函数也“存在” 。对于内联函数，带有函数声明的头文件必须首先是#included（或以其他方式声明）。

Question 4

编译器将内部特性公开为本身不属于任何库的函数。

您可能最常使用的是程序集内在函数，编译器将它们视为它们所代表的机器指令。例如，您将在需要利用编译器不会自动生成的特定CPU指令的代码中使用它们，并且在不一定需要完整的内联汇编节的地方使用它们。

Question 5

“内部特性”是编译器无需程序声明即可识别和实现的语言功能。编译器可以（也可以不）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Fortran之类的语言，其中隐含支持复杂类型，并且无需（也不能）声明先验（正弦，切线等）函数。PHP，Javascript，Ruby等具有数百种内部函数，例如创建和搜索数组，执行正则表达式匹配等。

至于您的其他问题，唯一的区别是是否需要声明它们。例如，使用超越函数的C ++程序必须包括数学库声明：

#include <math.h>

没有依赖于内在函数的特定应用程序模式。这对编译器作者和程序员来说只是一个重要的问题。