在c++中使用多态性和函子实现快速性能

我目前正在用c++编写一个Maya 2013插件，该插件可以针对特定约束优化给定网格的几何体。我需要达到最佳表现。目前，我只为特定的约束实现了该算法的硬编码版本，它非常快，但我需要为任何给定的约束实现该算法的一些通用实现（因此我需要某种多态性）。

一个伪代码用于算法的一般结构是：

(1) do k times:
(2)      for every face fj in the mesh do: 
(3)            some manipulation on the vertices qi incident to the face fj
(4)      for every vertex  vi in the mesh do: 
(5)            some manipulation  on the faces fj incident to the vertex vi 

问题是，在我的具体实现中，伪代码中没有函数调用步骤3和5中的计算，当我尝试使用辅助函数计算这些步骤时，性能大大降低。

对于通用实现，我需要在步骤3和5中为每个约束进行函数调用。

我想到了两种解决方案：

1. 为约束编写一个泛型类。用算法中第3步和第5步的计算方法为我需要的每个约束派生类
2. 编写一个通用函子（只包含（）运算符的类），并从中导出用于计算步骤3和5的函子。产生这种想法的原因是对函子中（）运算符的调用是内联的（关于此链接中可重用代码的答案）

第一个问题：

有什么方法可以减少函数调用的开销吗？

第二个问题：

有什么方法可以使编译器始终内联中的函数吗以上两种解决方案？从这个问题我知道虚拟从指向对象的指针调用的函数不能内联。

第三个问题：

有没有比我提出的解决方案更有效的方法？