宏和内联函数的区别


为什么要使用宏呢?
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,于是将
影响其效率。
而宏只是在预处理的地方把代码展开,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。
但是宏也有很多的不尽人意的地方。
1、宏不能访问对象的私有成员。
2、宏的定义很容易产生二意性。
我们举个例子:
#define square(x) (x*x)
我们用一个数字去调用它,square(5),这样看上去没有什么错误,结果返回 25,
是正确的,但是如果我们用 squre (5+5)去调用的话,我们期望的结果是 100,而
宏的调用结果是(5+5*5+5),结果是 35,这显然不是我们要得到的结果。避免这些
错误的方法,一是给宏的参数都加上括号。
#define square(x) ((x)*(x))
内联函数
从上面的阐述,可以看到宏有一些难以避免的问题,怎么解决呢?
内联函数是代码被插入到调用者代码处的函数。如同 #define 宏,内联函数通过
避免被调用的开销来提高执行效率,尤其是它能够通过调用(“过程化集成” )
被编译器优化。
内联函数和宏很类似,而区别在于,宏是由预处理器对宏进行替代,而内联函数
是通过编译器控制来实现的。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。
声明内联函数看上去和普通函数非常相似:
void f(int i, char c);
当你定义一个内联函数时,在函数定义前加上 inline 关键字,并且将定义放入
头文件:
inline void f(int i, char c)
{
// ...
}
内联函数必须是和函数体申明在一起,才有效。
像这样的申明 inline function(int i)是没有效果的,编译器只是把函数作为普
通的函数申明,我们必须定义函数体。
inline int function(int i) {return i*i;}
这样我们才算定义了一个内联函数。我们可以把它作为一般的函数一样调用。但
是执行速度确比一般函数的执行速度要快。
当然,内联函数也有一定的局限性。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,一般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一样了。
有上面的两者的特性,我们可以用内联函数完全取代预处理宏。
 

### 定义与内联函数区别 #### 一、基本概念 定义是一种预处理器指令,在编译前由预处理器完成替换操作。它通过 `#define` 关键字实现,可以用来定义常量、表达式或函数样式的代码片段[^3]。 内联函数则是 C++ 中引入的一种机制,旨在优化小型函数调用的开销。通过在函数定义前加上 `inline` 关键字,编译器会尝试将函数体直接嵌入到调用处,从而减少函数调用带来的性能损失[^1]。 --- #### 二、工作原理 定义的工作发生在预处理阶段,所有的名都会被其对应的值或代码所取代。这种替换是纯文本级别的,不涉及任何语法分析或类型检查[^3]。 内联函数则是在编译阶段发挥作用。当编译器遇到标记为 `inline` 的函数时,会在可能的情况下将其展开并嵌入到调用位置。这一过程遵循正常的语法规则,并支持完整的类型检查参数传递[^4]。 --- #### 三、优缺点对比 ##### (1)定义的优点与缺点 优点: - **效率高**:由于定义只是简单的文本替换,因此不会产生额外的运行时开销。 - **灵活性强**:可以在不同上下文中重复使用相同的逻辑,适用于多种场景下的快速开发需求。 缺点: - 缺乏类型安全性错误检测能力。例如,如果传入的参数不符合预期,则可能导致不可预测的结果。 - 可能引发意外行为。比如下面的例子展示了如何因优先级问题而导致计算错误: ```c #define SQUARE(x) x * x int result = SQUARE(2 + 3); // 结果并非期望中的 25 而是 8 ``` 此现象源于未加括号保护的操作符优先级差异所致[^3]。 ##### (2)内联函数的优点与缺点 优点: - 提供更高的可读性以及更严格的编译期验证功能; - 自动执行必要的边界条件判断及溢出防护措施等附加保障手段; 缺点: - 如果滥用可能会增加目标文件大小进而影响加载速度或者内存占用情况; - 并非所有情况下都能成功应用——取决于具体平台特性实际应用场景等因素约束[^1]。 --- #### 四、适用范围建议 对于那些频繁调用但又非常短小精悍的功能模块来说,采用内联方式往往更为合适因为既能保持良好的维护便利度又能兼顾一定的执行效能表现良好。然而如果是涉及到复杂运算或者是跨多个源码单元共享使用的通用工具集成员的话,则应该慎重考虑是否真的有必要指定成 inline 属性以免造成不必要的膨胀风险[^4]。 相比之下,尽管传统意义上的巨形(Macro)具备某些独特优势如动态调试开关控制之类的应用场合下仍然占据一定地位,但由于缺乏现代编程实践中推崇的安全保障机制因而逐渐被淘汰出局成为历史遗留产物之一[^5]。 --- ### 示例代码展示 以下是分别利用定义方法与内联函数技术实现相同求平方根业务逻辑的具体实例演示: 基于的方式如下所示: ```cpp #define SQRT_MACRO(x) ((x)*(x)) double value_macro = SQRT_MACRO(7); ``` 而借助于内联函数形式改写后的版本则显得更加直观可靠些: ```cpp inline double sqrt_inline(double x){ return x*x; } double value_func = sqrt_inline(7); ``` ---
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