C++深度解析 行內函數分析（5）

巨集定義

#define A 3

巨集定義會經過前處理器，只是進行文字替換，缺點在於不會進行語法和語義檢查的，僅僅是複製、貼上的過程，編譯器根本不知道型別是什麼。

所以，C++中，當需要某個型別的常量時，可以使用const常量來代替巨集常數，如：

const int A = 3   <<<-------替代------->>> #define A 3

行內函數 inline

使用行內函數 替代 巨集程式碼片段

示例程式碼一：（巨集定義呼叫）

#include <stdio.h>

#define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))

inline int func(int a, int b)
{
    return a < b ? a : b;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 3;
    //FUNC(++a, b)會被前處理器展開為：((++a) < (b) ? (++a) : (b))
    int c = FUNC(++a, b); //((++a) < (b) ? (++a) : (b)); 
    
    printf("a = %d\n", a);   // 3
    printf("b = %d\n", b);   // 3
    printf("c = %d\n", c);   // 3
    
    return 0;
}
 

結果如下：

因為FUNC是一個巨集定義，文字替換。比較時候++a：a=2。如果條件成立++a：a=3。（從而a被加了兩次）由此看來，使用巨集定義不好。

示例程式碼二：（行內函數呼叫）

#include <stdio.h>

#define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))

inline int func(int a, int b)
{
    return a < b ? a : b;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 3;
    int c = func(++a, b);
    
    printf("a = %d\n", a); // 2
    printf("b = %d\n", b); // 3
    printf("c = %d\n", c); // 2
    
    return 0;
}
 

結果如下：

行內函數直接將函式體插入到呼叫的地方。示例中，int c = func(++a, b)呼叫了行內函數，所以把函式體直接擴充套件到func(++a, b)。

行內函數

行內函數具有普通函式的特徵（引數檢查，返回型別等）

函式的內聯請求可能被編譯器拒絕（通過配置的方式，讓編譯器接受內聯請求）

函式被內聯編譯後，函式體直接擴充套件到呼叫的地方

（巨集程式碼片段由前處理器處理，進行簡單的文字替換，沒有任何編譯過程，因此可能出現副作用）

對函式進行強制內聯

g++：__attribute__((always_inline))

MSVC：__forceinline

示例程式碼一：

#include <stdio.h>

//__forceinline  //MSVC
__attribute__((always_inline)) // g++
//inline
int add_inline(int n);

int main(int argc, char* argv[])
{
    int r = add_inline(10);
    
    printf("r = %d\n", r);
    
    return 0;
}

inline int add_inline(int n)
{
    int ret = 0;
    
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        ret += i;
    }
    
    return ret;
}

注意：C++中inline內聯編譯的限制：

總的來說，函式體不能過於複雜。

• 不能存在任何形式的迴圈語句
• 不能存在過多的條件判斷語句
• 函式體不能過於龐大
• 不能對函式進行取址操作
• 函式內聯宣告必須在呼叫語句之前

行內函數和普通函式的區別：

• 普通函式：每次呼叫前，CPU都會儲存現場（入棧），呼叫完後還要恢復現場（出棧）等額外開銷。
• 行內函數：就會在每次呼叫的地方，將行內函數裡的程式碼段“內聯地”展開，所以省去了額外的開銷

小結：

C++中可以通過inline宣告行內函數

編譯器直接將行內函數擴充套件到函式呼叫的地方

inline只是一種請求，編譯器不一定允許這種請求

行內函數省去了函式呼叫時壓棧，跳轉和返回的開銷