C/C++之宏、内联函数和普通函数的区别

内联函数的执行过程与带参数宏定义很类似，但参数的处理不一样。带参数的宏定义并不对参数进行运算，而是直接替换；内联函数首先是函数，这就意味着函数的不少性质都适用于内联函数，即内联函数先把参数表达式进行运算求值，而后把表达式的值传递给形式参数。

    内联函数与带参数宏定义的另外一个区别是，内联函数的参数类型和返回值类型在声明中都有明确的指定；而带参数宏定义的参数没有类型的概念，只有在宏展开之后，才由编译器检查语法，这就存在不少的安全隐患。

    使用内联函数时，应注意如下问题：
    1）内联函数的定义性声明应该出如今对该函数的第一次调用以前。
    2）内联函数首先是函数，函数的不少性质都适用于内联函数，如内联函数能够重载。
    3）在内联函数中不容许使用循环语句和switch结果，带有异常接口声明的函数也不能声明为内联函数。

 

先说宏和函数的区别：
1. 宏作的是简单的字符串替换(注意是字符串的替换,不是其余类型参数的替换),而函数的参数的传递,参数是有数据类型的,能够是各类各样的类型.

2. 宏的参数替换是不经计算而直接处理的,而函数调用是将实参的值传递给形参,既然说是值,天然是计算得来的.
3. 宏在编译以前进行,即先用宏体替换宏名,而后再编译的,而函数显然是编译以后,在执行时,才调用的.所以,宏占用的是编译的时间,而函数占用的是执行时的时间.

4. 宏的参数是不占内存空间的,由于只是作字符串的替换,而函数调用时的参数传递则是具体变量之间的信息传递,形参做为函数的局部变量,显然是占用内存的.

5. 函数的调用是须要付出必定的时空开销的,由于系统在调用函数时,要保留现场,而后转入被调用函数去执行,调用完,再返回主调函数,此时再恢复现场,这些操做,显然在宏中是没有的.

如今来看内联函数:
所谓"内联函数"就是将很简单的函数"内嵌"到调用他的程序代码中,只样作的目的是为了不上面说到的第5点,目的旨在节约下本来函数调用时的时空开销.但必须注意的是:做为内联函数,函数体必须十分简单,不能含有循环、条件、选择等复杂的结构，不然就不能作为内联函数了。事实上，即使你没有指定函数为内联函数，有的编译系统也会自动将很简单的函数做为内联函数处理；而对于复杂的函数，即使你指定他为内联函数，系统也不会理会的。

 

介绍内联函数以前，有必要介绍一下预处理宏。内联函数的功能和预处理宏的功能类似。相信你们都用过预处理宏，咱们会常常定义一些宏，如

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

就定义了一个宏。

　　为何要使用宏呢？由于函数的调用必需要将程序执行的顺序转移到函数所存放在内存中的某个地址，将函数的程序内容执行完后，再返回到转去执行该函数前的地方。这种转移操做要求在转去执行前要保存现场并记忆执行的地址，转回后要恢复现场，并按原来保存地址继续执行。所以，函数调用要有必定的时间和空间方面的开销，因而将影响其效率。而宏只是在预处理的地方把代码展开，不须要额外的空间和时间方面的开销，因此调用一个宏比调用一个函数更有效率。

　　可是宏也有不少的不尽人意的地方。

　　一、．宏不能访问对象的私有成员。

　　二、．宏的定义很容易产生二意性。

咱们举个例子：

#define TABLE_MULTI(x) (x*x)

　　咱们用一个数字去调用它,TABLE_MULTI(10)，这样看上去没有什么错误，结果返回100,是正确的，可是若是咱们用TABLE_MULTI(10+10)去调用的话，咱们指望的结果是400，而宏的调用结果是(10+10*10+10),结果是120，这显然不是咱们要获得的结果。避免这些错误的方法，一是给宏的参数都加上括号。

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

　　这样能够确保不会出错，可是，即便使用了这种定义，这个宏依然有可能出错，例如使用TABLE_MULTI(a++)调用它，他们本意是但愿获得(a+1)*(a+1)的结果，而实际上呢？咱们能够看看宏的展开结果: (a++)*(a++)，若是a的值是4，咱们获得的结果是5*6=30。而咱们指望的结果是5*5=25,这又出现了问题。

事实上，在一些C的库函数中也有这些问题。例如: Toupper(*pChar++)就会对pChar执行两次++操做，由于Toupper实际上也是一个宏。

　　咱们能够看到宏有一些难以免的问题，怎么解决呢？

　　下面就是用我要介绍的内联函数来解决这些问题，咱们可使用内联函数来取代宏的定义。并且事实上咱们能够用内联函数彻底取代预处理宏。

　　内联函数和宏的区别在于，宏是由预处理器对宏进行替代，而内联函数是经过编译器控制来实现的。并且内联函数是真正的函数，只是在须要用到的时候，内联函数像宏同样的展开，因此取消了函数的参数压栈，减小了调用的开销。你能够象调用函数同样来调用内联函数，而没必要担忧会产生于处理宏的一些问题。

　　咱们能够用Inline来定义内联函数，不过，任何在类的说明部分定义的函数都会被自动的认为是内联函数。

　　下面咱们来介绍一下内联函数的用法。

　　内联函数必须是和函数体申明在一块儿，才有效。像这样的申明

Inline Tablefunction(int I)是没有效果的，编译器只是把函数做为普通的函

数申明，咱们必须定义函数体。

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

　　这样咱们才算定义了一个内联函数。咱们能够把它做为通常的函数同样调用。可是执行速度确比通常函数的执行速度要快。

　　咱们也能够将定义在类的外部的函数定义为内联函数，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;

}

　　上面申明的三个函数都是内联函数。在C++中，在类的内部定义了函数体的

函数，被默认为是内联函数。而无论你是否有inline关键字。

　　内联函数在C++类中，应用最广的，应该是用来定义存取函数。咱们定义的

类中通常会把数据成员定义成私有的或者保护的，这样，外界就不能直接读写我

们类成员的数据了。

    对于私有或者保护成员的读写就必须使用成员接口函数来进行。若是咱们把

这些读写成员函数定义成内联函数的话，将会得到比较好的效率。

Class sample{

　Private:

　　Int nTest;

　Public:

　　Int readtest(){ return nTest;}

　Void settest(int I) {nTest=I;}

}

　　固然，内联函数也有必定的局限性。就是函数中的执行代码不能太多了，如

果，内联函数的函数体过大，通常的编译器会放弃内联方式，而采用普通的方式

调用函数。这样，内联函数就和普通函数执行效率同样了。

宏的使用

/*这一系列文章《C++ Tips》是公司Code Committee专家会推荐工程师看的，感受很好，拿出来与你们共同提升。并不

是知道多少会令人与人产生差异，真正的差异在于你能作到多少。

不少程序员不知道C中的“宏”究竟是什么意思？特别是当宏有参数的时候，常常把宏和函数混淆。我想在这里我仍是

先讲讲“宏”，宏只是一种定义，他定义了一个语句块，当程序编译时，编译器首先要执行一个“替换”源程序的动做

，把宏引用的地方替换成宏定义的语句块，就像文本文件替换同样。这个动做术语叫“宏的展开”。使用宏是比较“危

险”的，由于你不知道宏展开后会是什么一个样子。例以下面这个宏：

   #define MAX(a, b) a>b?a:b

当咱们这样使用宏时，没有什么问题： MAX( num1, num2 ); 由于宏展开后变成 num1>num2?num1:num2；。 可是，如

果是这样调用的，MAX( 17+32, 25+21); 呢，编译时出现错误，缘由是，宏展开后变成：17+32>25+21?17+32:25+21，

Woh，这是什么啊？

因此，宏在使用时，参数必定要加上括号，上述的那个例子改为以下所示就能解决问题了。

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

即便是这样，也不这个宏也仍是有Bug，由于若是我这样调用 MAX(i++,j++); ， 通过这个宏之后，i和j都被累加了两次，这毫不是咱们想要的。因此，在宏的使用上仍是要谨慎考虑，由于宏展开是的结果是很难让人预料的。并且虽然，宏的执行很快（由于没有函数调用的开销），但宏会让源代码澎涨，使目标文件尺寸变大，（如：一个50行的宏，程序中有1000个地方用到，宏展开后会很不得了），相反不能让程序执行得更快（由于执行文件变大，运行时系统换页频繁

）。

所以，在决定是用函数，仍是用宏时得要当心。

C++中的内联函数定义很简单，只要在普通的函数前加一个关键字inline就能够了，除此以外和普通函数表面上没有什么区别（包括函数的调用方式），由于这样，因此在不少的C++初学者（甚至一些有C++编程经验的人） 看来，内联只是一个概念而已，其实这是对内联函数没有完全的认识，下面咱们就来谈谈内联函数和普通 函数以及和宏的区别，相信读完下面的部分，你对这三者必定有了很好的理解。

       内联函数和普通函数最大的区别在于内部的实现方面，而不是表面形式，咱们知道普通函数在被调用时，系统首先要 跳跃到该函数的入口地址，执行函数体，执行完成后，再返回到函数调用的地方，函数始终只有一个拷贝； 而内联函数则不须要进行一个寻址的过程，当执行到内联函数时，此函数展开（很相似宏的使用），若是在 N处调用了此内联函数，则此函数就会有N个代码段的拷贝。

       从内联函数的调用来看，它由于少了一个寻址过程而提升了代码的执行效率，可是这是以空间的代价来换取的。

       声明为内联的函数，其代码段不能太长，过长，一些编译器则视为普通 函数（究竟函数体多长就超过了限制，这个好象没有规定，这个也确实很差规定，我的以为应该视函数体的逻辑而定）。

      下面是内联函数的声明举例：
     inline void SetVal(int a){ m_b = a};
     inline int GetVal(){ return m_b};
     从上面的例子能够看出，内联函数的声明和实现一般都会在一个文件当中（通常放在.h中就能够了）。
     下面咱们再来讲说内联函数与宏的区别。不少的资料上，在谈到内联函数时就说，内联函数和宏很相似，可是相似归相似，毕竟咱们不能把这二者互换使用。

     这二者的类似之处在于执行时编译器对其的处理，会将其代码展开，执行完后继续下面的处理。不一样之处在于宏是简单的文本替换，它不能返回值，也没有通常函数参数的概念；而内联函数则具有了普通函数的特征，如参数列表，返回值等。下面咱们举个例子说明：

     1.#define COUNT(X)(X * X) // 一个计算乘积的宏      2.inline int count(int x){return x*x} //一个计算乘积的内联函数          printf(COUNT(3)); // 结果为 COUNT(3) ( 3 * 3) = 9;      printf(count(3)); // 结果为 count(3){return 3*3 }=9;          上面的例子好象不足以说明二者的区别，咱们把上面的例子的调用改改，再看看结果          printf(COUNT(2+3)); //结果为COUNT(2+3)(2+3 * 2+3) = 11      printf(count(2+3)); //结果为count(2+3){return 5*5 ;} = 25;          若是宏要达到乘积为25的结果，应该这样写：      #define COUNT(X)((X)*(X))      对应到上面的例子就是 #define COUNT(2+3)((2+3)*(2+3))