面试之C++：内联函数与宏定义

用内联取代宏： 1.内联可调试； 2.可进行类型安全检查或自动类型转换； 3.可访问成员变量。 另外，定义在类声明中的成员函数自动转化为内联函数。

1、宏定义会带来的问题

例子1：

#define S(a,b) a*b
area=S(3,2)

int S(int a,int b)
{ int s;
  s=a*b;
  return(s);
}

这两个有什么区别

#define S(a,b) a*b
area=S(3,2)

尽量少使用宏定义。宏定义是把S(a,b)简单地替换成a*b

这样会产生问题，最典型的两种:

1.缺括号，比如aera=S(x+y,x-y)，会被替换成x+y*x-y

2.自增运算符

定义宏

#define S(a) (a)*(a)

结果S(a++)，变成(a++)*(a++)这个大家都知道，在不同编译环境下会有不同结果。

例子2：

在C中，常用预处理语句#define来代替一个函数定义。例如：
　　　　

#define MAX(a，b) ((a)>(b)?(a):(b))

该语句使得程序中每个出现MAX(a,b)函数调用的地方都被宏定义中后面的表达式((a)>(b)?(a):(b))所替换。

宏定义语句的书写格式有过分的讲究， MAX与括号之间不能有空格，所有的参数都要放在括号里。尽管如此，它还是有麻烦：
　　int a=1，b=0；
　　MAX(a++,b)； //a被增值2次
　　MAX(a++,b+10)； //a被增值1次
　　MAX(a,"Hello")； //错误地比较int和字符串，没有参数类型检查
　　MAX( )函数的求值会由于两个参数值的大小不同而产生不同的副作用。
　　MAX(a++,b)的值为2，同时a的值为3；
　　MAX(a++,b+10)的值为10，同时a的值为2。
如果是普通函数，则MAX(a,"HellO")会受到函数调用的检查，但此处不会因为两个参数类型不同而被编译拒之门外。幸运的是，通过一个内联函数可以得到所有宏的替换效能和 所有可预见的状态以及常规函数的类型检查：　　

　inline int MAX(int a，int b){
　　　return a>b?a:b；
　}

2、 内联函数与宏的区别：

  宏只是编译前简单替换代码内容，而函数真正产生代码。

  宏是编译期的，函数是运行期的；

  宏不是实体，而函数是一个可寻址的实体；

  宏只是编译期替换，在程序里每遇到S(a,b)，就用a*b代替，a和b两个实体并没有由宏实际产生，而函数S会在栈中定义两个对象a和b。

  宏没有生存期、作用域之类的概念，而函数就有。

  函数在运行过程中会在栈中产生函数调用过程活动记录，而宏则没有。

1.对于一个频繁使用的短小函数,在C语言中应用什么实现,在C++中应用什么实现?
c用宏定义，c++用inline

3、.内联函数的使用：

内联函数和普通函数相比可以加快程序运行的速度，因为不需要中断调用，在编译的时候内联函数可以直接被镶嵌到目标代码中。

所有在类的声明中定义的函数将被自动认为是内联函数。

class A()

   {

      void c();// not a inline function;

       void d(){ print("d() is a inline function.");}
   }

 如果想将一个全局函数定义为内联函数可用，inline 关键字。

inline a(){print("a() is a inline function.");}

注意：

       在内联函数中如果有复杂操作将不被内联。如：循环和递归调用。

总结：

       将简单短小的函数定义为内联函数将会提高效率。

4、内联函数简介

引入内联函数的目的是为了解决程序中函数调用的效率问题。

函数是一种更高级的抽象。它的引入使得编程者只关心函数的功能和使用方法，而不必关心函数功能的具体实现；函数的引入可以减少程序的目标代码，实现程序代码和数据的共享。但是，函数调用也会带来降低效率的问题，因为调用函数实际上将程序执行顺序转移到函数所存放在内存中某个地址，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前要保护现场并记忆执行的地址，转回后先要恢复现场，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。特别是对于一些函数体代码不是很大，但又频繁地被调用的函数来讲，解决其效率问题更为重要。引入内联函数实际上就是为了解决这一问题。

在程序编译时，编译器将程序中出现的内联函数的调用表达式用内联函数的函数体来进行替换。显然，这种做法不会产生转去转回的问题，但是由于在编译时将函数休中的代码被替代到程序中，因此会增加目标程序代码量，进而增加空间开销，而在时间代销上不象函数调用时那么大，可见它是以目标代码的增加为代价来换取时间的节省。

内联函数的定义方法

定义内联函数的方法很简单，只要在函数定义的头前加上关键字inline即可。内联函数的定义方法与一般函数一样。如：

inline int add_int (int x, int y, int z) 
{

return x+y+z; 
}

 

在程序中，调用其函数时，该函数在编译时被替代，而不是像一般函数那样是在运行时被调用。

使用内联函数应注意的事项

内联函数具有一般函数的特性，它与一般函数所不同之处公在于函数调用的处理。一般函数进行调用时，要将程序执行权转到被调用函数中，然后再返回到调用它的函数中；而内联函数在调用时，是将调用表达式用内联函数体来替换。在使用内联函数时，应注意如下几点：

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。

3.本栏目讲到的类结构中所有在类说明内部定义的函数是内联函数。