宏与内联函数[转]

第一部分：宏
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))

第二部分：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。

（1）什么是内联函数？
内联函数是指那些定义在类体内的成员函数，即该函数的函数体放在类体内。

（2）为什么要引入内联函数？
当然，引入内联函数的主要目的是：解决程序中函数调用的效率问题。另外，前面我们讲到了宏，里面有这么一个例子：
#define ABS(x) ((x)>0? (x):-(x))
当++i出现时，宏就会歪曲我们的意思，换句话说就是：宏的定义很容易产生二意性。
　　
我们可以看到宏有一些难以避免的问题，怎么解决呢？前面我们已经尽力替换了。

下面我们用内联函数来解决这些问题。

（3）为什么inline能取代宏？
1、 inline 定义的类的内联函数，函数的代码被放入符号表中，在使用时直接进行替换，（像宏一样展开），没有了调用的开销，效率也很高。
2、 很明显，类的内联函数也是一个真正的函数，编译器在调用一个内联函数时，会首先检查它的参数的类型，保证调用正确。然后进行一系列的相关检查，就像对待任何一个真正的函数一样。这样就消除了它的隐患和局限性。
3、 inline 可以作为某个类的成员函数，当然就可以在其中使用所在类的保护成员及私有成员。

（4）内联函数和宏的区别？
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。内联函数与带参数的宏定义进行下比较，它们的代码效率是一样，但是内联欢函数要优于宏定义，因为内联函数遵循的类型和作用域规则，它与一般函数更相近，在一些编译器中，一旦关上内联扩展，将与一般函数一样进行调用，比较方便。

（5）什么时候用内联函数？
内联函数在C++类中，应用最广的，应该是用来定义存取函数。我们定义的类中一般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。如果我们把这些读写成
员函数定义成内联函数的话，将会获得比较好的效率。
Class A
{
Private:
int nTest;
　Public:
int readtest() { return nTest;}
void settest(int I) { nTest=I; }
}

（6）如何使用内联函数?
我们可以用inline来定义内联函数。
inline int A (int x) { return 2*x; }
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。

（7）内联函数的优缺点？
我们可以把它作为一般的函数一样调用，但是由于内联函数在需要的时候，会像宏一样展开，所以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。(换句话说就是，你使用内联函数，只不过是向编译器提出一个申请，编译器可以拒绝你的申请）这样，内联函数就和普通函数执行效率一样了。

（8）如何禁止函数进行内联？
如果使用VC++，可以使用/Ob命令行参数。当然，也可以在程序中使用 #pragma auto_inline达到相同的目的。

（9）注意事项：
1.在内联函数内不允许用循环语句和开关语句（编译不报错，会自动转换为普通函数）。
2.内联函数的定义必须出现在内联函数第一次被调用之前。