c++之内联函数以及宏定义

C++内联函数

参考1：http://www.cnblogs.com/yfanqiu/archive/2012/05/07/2488220.html

参考2：c++ Primer Plus (第六版)

常规函数与内联函数之间的主要区别是：编译器如何将他们组合到程序中。编译过程的最终产品是可执行程序，运行程序的时候，操作系统将这些程序载入到内存中，每条指令都有特定的内存地址，计算机逐步调用程序，调用常规函数指令的时候，程序跳到函数的内存地址，来回跳跃并记录跳跃位置需要一定的开销。

对于内联函数，编译器使用相应的函数代替函数调用，程序无需跳到另外一个位置执行代码，然后再跳回来。因此，内联函数运行的速度比常规函数快，但是需要占用更多的内存。内联函数定义和声明前需要加上关键字inline。内联函数必须是和函数体申明在一起，才有效。建议：内联函数应该在头文件中定义，这一点不同于其他函数。内联函数对于编译器必须是可见的，以便编译器能够在调用点内联展开该函数的代码。此时只有函数原型是不够的。内联函数可能在程序中定义不止一次，只要内联函数的定义在某个源文件中只出现一次，而且在所有源文件中，其定义必须完全相同。把内联函数的定义放在头文件中，可以确保在调用函数时所使用的定义是相同的，并保证在调用点该函数的定义对编译器是可见的。

内联与宏区别：

为什么需要内联函数和宏定义：因为函数的调用必须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。这种转移操作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。因此，函数调用要有一定的时间和空间方面的开销，虽然函数调用开销是很小的，但它会被累积。于是将影响其效率。

宏由预处理对其进行替代，在使用宏的地方把代码展开，不需要额外的空间和时间方面的开销，所以调用一个宏比调用一个函数更有效率。（占用编译时间）

而内联函数是通过编译器控制来实现的。在编译时是将函数直接嵌入调用程序的主体，省去了调用/返回指令，这样在运行时速度更快。而且内联函数是真正的函数，只是在需要用到的时候，内联函数像宏一样的展开，所以取消了函数的参数压栈，减少了调用的开销。你可以象调用函数一样来调用内联函数，而不必担心会产生于处理宏的一些问题。内联函数可以调试，而宏定义是不可以调试的。（占用执行时间）

宏在编译前进行，即先替换再编译。而函数是编译后，在执行时才调用的。宏占编译时间，而函数占执行时间。

使用宏和内联函数都可以节省在函数调用方面的时间和空间开销。二者都是为了提高效率，但是却有着显著的区别：
(1)、在使用时，宏只做简单的预处理器符号表(字符串)中的简单替换。而内联函数可以进行参数类型检查，且具有返回值(也能被强制转换为可转换的合适类型)。
(2)、内联函数首先是函数，函数的许多性质都适用于内联函数(如内联函数可以重载)。
(3)、内联函数可以作为某个类的成员函数，这样可以使用类的保护成员和私有成员。而当一个表达式涉及到类保护成员或私有成员时，宏就不能实现了(无法将this指针放在合适位置)。