C/C++之宏、內聯函數和普通函數的區別

內聯函數的執行過程與帶參數宏定義很類似，但參數的處理不一樣。帶參數的宏定義並不對參數進行運算，而是直接替換；內聯函數首先是函數，這就意味着函數的不少性質都適用於內聯函數，即內聯函數先把參數表達式進行運算求值，而後把表達式的值傳遞給形式參數。

    內聯函數與帶參數宏定義的另外一個區別是，內聯函數的參數類型和返回值類型在聲明中都有明確的指定；而帶參數宏定義的參數沒有類型的概念，只有在宏展開之後，才由編譯器檢查語法，這就存在不少的安全隱患。

    使用內聯函數時，應注意如下問題：
    1）內聯函數的定義性聲明應該出如今對該函數的第一次調用以前。
    2）內聯函數首先是函數，函數的不少性質都適用於內聯函數，如內聯函數能夠重載。
    3）在內聯函數中不容許使用循環語句和switch結果，帶有異常接口聲明的函數也不能聲明爲內聯函數。

 

先說宏和函數的區別：
1. 宏作的是簡單的字符串替換(注意是字符串的替換,不是其餘類型參數的替換),而函數的參數的傳遞,參數是有數據類型的,能夠是各類各樣的類型.

2. 宏的參數替換是不經計算而直接處理的,而函數調用是將實參的值傳遞給形參,既然說是值,天然是計算得來的.
3. 宏在編譯以前進行,即先用宏體替換宏名,而後再編譯的,而函數顯然是編譯以後,在執行時,才調用的.所以,宏佔用的是編譯的時間,而函數佔用的是執行時的時間.

4. 宏的參數是不佔內存空間的,由於只是作字符串的替換,而函數調用時的參數傳遞則是具體變量之間的信息傳遞,形參做爲函數的局部變量,顯然是佔用內存的.

5. 函數的調用是須要付出必定的時空開銷的,由於系統在調用函數時,要保留現場,而後轉入被調用函數去執行,調用完,再返回主調函數,此時再恢復現場,這些操做,顯然在宏中是沒有的.

如今來看內聯函數:
所謂"內聯函數"就是將很簡單的函數"內嵌"到調用他的程序代碼中,只樣作的目的是爲了不上面說到的第5點,目的旨在節約下本來函數調用時的時空開銷.但必須注意的是:做爲內聯函數,函數體必須十分簡單,不能含有循環、條件、選擇等複雜的結構，不然就不能作爲內聯函數了。事實上，即使你沒有指定函數爲內聯函數，有的編譯系統也會自動將很簡單的函數做爲內聯函數處理；而對於複雜的函數，即使你指定他爲內聯函數，系統也不會理會的。

 

介紹內聯函數以前，有必要介紹一下預處理宏。內聯函數的功能和預處理宏的功能類似。相信你們都用過預處理宏，咱們會常常定義一些宏，如

#define TABLE_COMP(x) ((x)>0?(x):0)

就定義了一個宏。

　　爲何要使用宏呢？由於函數的調用必需要將程序執行的順序轉移到函數所存放在內存中的某個地址，將函數的程序內容執行完後，再返回到轉去執行該函數前的地方。這種轉移操做要求在轉去執行前要保存現場並記憶執行的地址，轉回後要恢復現場，並按原來保存地址繼續執行。所以，函數調用要有必定的時間和空間方面的開銷，因而將影響其效率。而宏只是在預處理的地方把代碼展開，不須要額外的空間和時間方面的開銷，因此調用一個宏比調用一個函數更有效率。

　　可是宏也有不少的不盡人意的地方。

　　一、．宏不能訪問對象的私有成員。

　　二、．宏的定義很容易產生二意性。

咱們舉個例子：

#define TABLE_MULTI(x) (x*x)

　　咱們用一個數字去調用它,TABLE_MULTI(10)，這樣看上去沒有什麼錯誤，結果返回100,是正確的，可是若是咱們用TABLE_MULTI(10+10)去調用的話，咱們指望的結果是400，而宏的調用結果是(10+10*10+10),結果是120，這顯然不是咱們要獲得的結果。避免這些錯誤的方法，一是給宏的參數都加上括號。

#define TABLE_MULTI(x) ((x)*(x))

　　這樣能夠確保不會出錯，可是，即便使用了這種定義，這個宏依然有可能出錯，例如使用TABLE_MULTI(a++)調用它，他們本意是但願獲得(a+1)*(a+1)的結果，而實際上呢？咱們能夠看看宏的展開結果: (a++)*(a++)，若是a的值是4，咱們獲得的結果是5*6=30。而咱們指望的結果是5*5=25,這又出現了問題。

事實上，在一些C的庫函數中也有這些問題。例如: Toupper(*pChar++)就會對pChar執行兩次++操做，由於Toupper實際上也是一個宏。

　　咱們能夠看到宏有一些難以免的問題，怎麼解決呢？

　　下面就是用我要介紹的內聯函數來解決這些問題，咱們可使用內聯函數來取代宏的定義。並且事實上咱們能夠用內聯函數徹底取代預處理宏。

　　內聯函數和宏的區別在於，宏是由預處理器對宏進行替代，而內聯函數是經過編譯器控制來實現的。並且內聯函數是真正的函數，只是在須要用到的時候，內聯函數像宏同樣的展開，因此取消了函數的參數壓棧，減小了調用的開銷。你能夠象調用函數同樣來調用內聯函數，而沒必要擔憂會產生於處理宏的一些問題。

　　咱們能夠用Inline來定義內聯函數，不過，任何在類的說明部分定義的函數都會被自動的認爲是內聯函數。

　　下面咱們來介紹一下內聯函數的用法。

　　內聯函數必須是和函數體申明在一塊兒，纔有效。像這樣的申明

Inline Tablefunction(int I)是沒有效果的，編譯器只是把函數做爲普通的函

數申明，咱們必須定義函數體。

Inline tablefunction(int I) {return I*I};

　　這樣咱們纔算定義了一個內聯函數。咱們能夠把它做爲通常的函數同樣調用。可是執行速度確比通常函數的執行速度要快。

　　咱們也能夠將定義在類的外部的函數定義爲內聯函數，好比：

Class TableClass{

　Private:

　　Int I,j;

　Public:

　　Int add() { return I+j;};

　　Inline int dec() { return I-j;}

　　Int GetNum();

}

inline int tableclass::GetNum(){

return I;

}

　　上面申明的三個函數都是內聯函數。在C++中，在類的內部定義了函數體的

函數，被默認爲是內聯函數。而無論你是否有inline關鍵字。

　　內聯函數在C++類中，應用最廣的，應該是用來定義存取函數。咱們定義的

類中通常會把數據成員定義成私有的或者保護的，這樣，外界就不能直接讀寫我

們類成員的數據了。

    對於私有或者保護成員的讀寫就必須使用成員接口函數來進行。若是咱們把

這些讀寫成員函數定義成內聯函數的話，將會得到比較好的效率。

Class sample{

　Private:

　　Int nTest;

　Public:

　　Int readtest(){ return nTest;}

　Void settest(int I) {nTest=I;}

}

　　固然，內聯函數也有必定的侷限性。就是函數中的執行代碼不能太多了，如

果，內聯函數的函數體過大，通常的編譯器會放棄內聯方式，而採用普通的方式

調用函數。這樣，內聯函數就和普通函數執行效率同樣了。

宏的使用

/*這一系列文章《C++ Tips》是公司Code Committee專家會推薦工程師看的，感受很好，拿出來與你們共同提升。並不

是知道多少會令人與人產生差異，真正的差異在於你能作到多少。

不少程序員不知道C中的「宏」究竟是什麼意思？特別是當宏有參數的時候，常常把宏和函數混淆。我想在這裏我仍是

先講講「宏」，宏只是一種定義，他定義了一個語句塊，當程序編譯時，編譯器首先要執行一個「替換」源程序的動做

，把宏引用的地方替換成宏定義的語句塊，就像文本文件替換同樣。這個動做術語叫「宏的展開」。使用宏是比較「危

險」的，由於你不知道宏展開後會是什麼一個樣子。例以下面這個宏：

   #define MAX(a, b) a>b?a:b

當咱們這樣使用宏時，沒有什麼問題： MAX( num1, num2 ); 由於宏展開後變成 num1>num2?num1:num2；。 可是，如

果是這樣調用的，MAX( 17+32, 25+21); 呢，編譯時出現錯誤，緣由是，宏展開後變成：17+32>25+21?17+32:25+21，

Woh，這是什麼啊？

因此，宏在使用時，參數必定要加上括號，上述的那個例子改爲以下所示就能解決問題了。

   #define MAX( (a), (b) ) (a)>(b)?(a)b)

即便是這樣，也不這個宏也仍是有Bug，由於若是我這樣調用 MAX(i++,j++); ， 通過這個宏之後，i和j都被累加了兩次，這毫不是咱們想要的。因此，在宏的使用上仍是要謹慎考慮，由於宏展開是的結果是很難讓人預料的。並且雖然，宏的執行很快（由於沒有函數調用的開銷），但宏會讓源代碼澎漲，使目標文件尺寸變大，（如：一個50行的宏，程序中有1000個地方用到，宏展開後會很不得了），相反不能讓程序執行得更快（由於執行文件變大，運行時系統換頁頻繁

）。

所以，在決定是用函數，仍是用宏時得要當心。

C++中的內聯函數定義很簡單，只要在普通的函數前加一個關鍵字inline就能夠了，除此以外和普通函數表面上沒有什麼區別（包括函數的調用方式），由於這樣，因此在不少的C++初學者（甚至一些有C++編程經驗的人） 看來，內聯只是一個概念而已，其實這是對內聯函數沒有完全的認識，下面咱們就來談談內聯函數和普通 函數以及和宏的區別，相信讀完下面的部分，你對這三者必定有了很好的理解。

       內聯函數和普通函數最大的區別在於內部的實現方面，而不是表面形式，咱們知道普通函數在被調用時，系統首先要 跳躍到該函數的入口地址，執行函數體，執行完成後，再返回到函數調用的地方，函數始終只有一個拷貝； 而內聯函數則不須要進行一個尋址的過程，當執行到內聯函數時，此函數展開（很相似宏的使用），若是在 N處調用了此內聯函數，則此函數就會有N個代碼段的拷貝。

       從內聯函數的調用來看，它由於少了一個尋址過程而提升了代碼的執行效率，可是這是以空間的代價來換取的。

       聲明爲內聯的函數，其代碼段不能太長，過長，一些編譯器則視爲普通 函數（究竟函數體多長就超過了限制，這個好象沒有規定，這個也確實很差規定，我的以爲應該視函數體的邏輯而定）。

      下面是內聯函數的聲明舉例：
     inline void SetVal(int a){ m_b = a};
     inline int GetVal(){ return m_b};
     從上面的例子能夠看出，內聯函數的聲明和實現一般都會在一個文件當中（通常放在.h中就能夠了）。
     下面咱們再來講說內聯函數與宏的區別。不少的資料上，在談到內聯函數時就說，內聯函數和宏很相似，可是相似歸相似，畢竟咱們不能把這二者互換使用。

     這二者的類似之處在於執行時編譯器對其的處理，會將其代碼展開，執行完後繼續下面的處理。不一樣之處在於宏是簡單的文本替換，它不能返回值，也沒有通常函數參數的概念；而內聯函數則具有了普通函數的特徵，如參數列表，返回值等。下面咱們舉個例子說明：

     1.#define COUNT(X)(X * X) // 一個計算乘積的宏      2.inline int count(int x){return x*x} //一個計算乘積的內聯函數          printf(COUNT(3)); // 結果爲 COUNT(3) ( 3 * 3) = 9;      printf(count(3)); // 結果爲 count(3){return 3*3 }=9;          上面的例子好象不足以說明二者的區別，咱們把上面的例子的調用改改，再看看結果          printf(COUNT(2+3)); //結果爲COUNT(2+3)(2+3 * 2+3) = 11      printf(count(2+3)); //結果爲count(2+3){return 5*5 ;} = 25;          若是宏要達到乘積爲25的結果，應該這樣寫：      #define COUNT(X)((X)*(X))      對應到上面的例子就是 #define COUNT(2+3)((2+3)*(2+3))