Question

内联函数与宏的区别(C++)

Answer 1

（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。
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。

Answer 2

宏是一种“代替”关系，内联是给编译器的一种提示，例如

#define PI 3.14

这条宏真的执行起来的时候，差不多就相当于文本编辑器的“查找与替换”，只是编译器在预编译的时候把能查找到的PI直接替换成3.14而已。（当然也是有区别的，例如一个变量叫aPI就不会背替换，字符串中出现的PI也不会被替换）。我的意思主要是，你要理解这个是替换而已，所以宏定义才经常出现括号，就是怕替换会出错，例如

#define A 2+3

如果我们用int c = 4 * A;
就会被替换为int c = 4 * 2 + 3;
这样的结果显然不一定是我们看到的，所以改为
#define A (2+3)
后，就被替换为
int c = 4 * (2+3);
这个结果可能更符合我们的要求。

总而言之，所谓的宏，只是一种出现在预编译阶段的替换而已

内联函数是给编译器的一种提示。如果可以内联，那么就相当于编译器会把内联函数里的内容“复制”到函数调用的地方，例如一个函数
inline int fun(int a)
{
return a+2;
}

调用时
int c = fun(2);
这样内联之后我们可以理解为变换为
int c = 2+2;

这样的做法主要是为了避免函数调用的开销，因为对汇编级来说，函数调用要保存现场，要用call指令，之后还要ret，这是有开销的，尤其是在这样的函数很多次调用时。所以一个如果不算长的函数能避免这些开销，那么显然可以提高程序效率。

不过只能说inline是对编译器的一种提示，并不是你写上inline编译器就一定会给你内联的，最后是否能内联还要看编译器判断你的函数是否符合内联的条件，是否内联能有效率提高而已。所以说最后是否内联主要看编译器的意见，这个关键字只是给编译器一个提示。实际上在某些编译器的某些优化设置下，是视所有函数为内联函数的。内联也不一定完全就是优点，在部分时候也可能会加大程序编译后的体积的。无论如何，这些判断都是编译器去做的。

Answer 3

C++中的内联函数提供了宏之上的功能。宏是内联代码的简单实现形式。。不过两者有很大的区别。
内联函数采用的是值传递，而宏定义采用的是对等替换。这一点非常重要，宏定义没用好，很可能在使用过程中陷入误区。
例如下面这个宏：
#define MAX(a, b) a>b?a:b
当我们这样使用宏时，没有什么问题： MAX( num1, num2 ); 因为宏展开后变成 num1>num2?num1:num2；。 但是，如果是这样调用的，MAX( 17+32, 25+21); 呢，编译时出现错误，原因是，宏展开后变成：17+32>25+21?17+32:25+21，Woh，这是什么啊？
所以，宏在使用时，参数一定要加上括号，上述的那个例子改成如下所示就能解决问题了。
#define MAX( (a), (b) ) (a)>(b)?(a)b)
即使是这样，也不这个宏也还是有Bug，因为如果我这样调用 MAX(i++,j++); ， 经过这个宏以后，i和j都被累加了两次，这绝不是我们想要的。所以，在宏的使用上还是要谨慎考虑，因为宏展开是的结果是很难让人预料的。而且虽然，宏的执行很快（因为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（因为执行文件变大，运行时系统换页频繁）。因此，在决定是用函数，还是用宏时得要小心。
相同点：两者都是在预处理阶段，对代码块，进行替换。。