宏与内联函数

             函数作为一种抽象机制，对解决大型复杂问题起到了很大作用。但是，由于函数调用时需要开销的，例如，函数调用时需要保护调用者的运行环境，进行参数传递，执行调用命令，为局部变量分配空间以及执行返回指令等，因此函数会带来程序执行效率的下降，特别是对一些小函数的频繁调用。

         c++提供了两种解决上述问题的办法：宏定义和内联函数。

         1.宏定义

          宏定义是c++的一种编译预处理命令，它用#define来实现。在c++中，宏定义有4中格式：

         （1）#define  宏名  文字串

                  如：#define  PI  3.1415

                  在编译前，把程序文本中出现“宏名”的地方用“文字串”进行替换，它主要用于符号常量的定义。

          

         （2）#define  宏名(参数表)   文字串

                 如：#define max(a,b)  a>b?a:b

                        int main()

                       {

                                    int x ,y;

                                    .......max(x,y)....;       //编译前，替换成.......x>y?x:y.......

                                    .....................

                       }

                 替换后进行编译，避免了函数调用所需开销。这种宏定义主要解决对小函数频繁调用效率不高的问题。宏定义是纯粹的文本替换，如要运算10+max(x,y)+z ；替换后是10+x>y?x:y+z ；根据运算符的优先级，它的含义是(10+x)>y?x:(y+z) ； 显然不是我们所要的；因此我们应尽量给宏定义中所有参数带上括号，如：#define max(a,b)  (((a)>(b))?(a):(b)) 

 

            (3) #define 宏名

            该宏定义只是告诉编译程序该“宏名”已被定义，它并不做任何程序文本替换，其作用是实现条件编译。

       

            (4) #undef 宏名

             取消某个宏名的定义，其后的“宏名”不在进行程序文本替换和不在有定义。

            

             2.内联函数

             宏定义是c++从c中保留下来的，虽然它可以解决函数调用效率不高的问题，但它也存在一些不足：

              (1) 有时会出现重复计算，例如对于上面的宏定义：max(i++ , j++)  编译预处理系统会把它替换成

              (((i++)>(j++))?(i++):(j++)) 不管i++还是j++大，i++或j++都会被计算两次

 

              (2) 不进行参数类型检查和转换，只进行简单文字替换。

 

              (3)  不利于一些工具对程序的处理。在c++的编译结果中，所有的宏定义都已经不存在了，这就会给一些软件工具（如调试程序）在源程序与目标程序之间进行交叉定位带来困难。

 

              鉴于以上因素，c++提供了另外一种解决函数调用效率不高的机制：内联函数。即在函数的定义中，可以在函数返回类型前加上关键字inline，其作用是建议编译程序把该函数的函数体展开到调用点，内联函数形式上属于函数而又有宏定义的高效率。

             如：

               inline  int  max(int a , int b)

               {

                      return a>b?a:b ;

                }         

              使用内联函数时注意：

              (1) 编译程序对内联函数的限制。给函数定义加上inline 只是建议编译程序把该函数当内联函数来处理，至于编译程序是否把它当内联函数处理，这要视具体情况而定。有些函数定义即使加上关键字inline，编译程序也不会把它当内联函数处理，例如递归函数(或函数体内的代码太多)。

              (2) 内联函数名具有文件作用域，即各个源文件中定义的同名内联函数属于不同的函数。在使用同一个内联函数的各个源文件中都要对其定义，所以一般把内联函数的定义放在某个头文件中，使用该内联函数的源文件需要把该头文件包含进来。

              (3)默认情况下，编译程序会把c++类中的成员函数当内联函数来处理，而在类外部定义的成员函数需要显示的加上关键字inline ， 编译程序才会把它当内联函数处理。

          

           以上大部分出自《程序设计教程》（用c++语言编程）