C++专题：内联函数 vs. 宏定义

目录

• 一.区别
• 二.举例说明
  • • （一）传参
    • （二）二义性
• 三.注意事项

一.区别

  本质上，宏定义就是纯粹的文本替换，而内联函数是函数，其执行结果与普通函数调用是一致的。

• 编译阶段：宏定义是在预编译阶段展开的，内联函数是在编译阶段展开。
• 传参方式：内联函数是按值传递参数，跟普通函数别无二致，宏定义不能按值传递
• 二义性：宏定义容易出现二义性的问题，内联函数不存在这种问题

二.举例说明

（一）传参

1. 宏定义

#include <iostream>
using namespace std;

#define SQUARE(X) ((X)*(X))

int main()
{
	int a = 1;
	cout<< SQUARE(a++) << endl;
	cout<< a << endl;
	return 0;
}

编译告警：

define.cpp:9:17: warning: multiple unsequenced modifications to 'a' [-Wunsequenced]
        cout<< SQUARE(a++) << endl;
                       ^~
define.cpp:4:21: note: expanded from macro 'SQUARE'
#define SQUARE(X) ((X)*(X))
                    ^   ~
1 warning generated.

输出结果：

2
3

分析如下：SQUARE(a++) 被展开为((a++)*(a++))，执行了两次自增操作，最终结果是2，a的值变为3

2. 内联函数

#include <iostream>
using namespace std;

inline int square(int x) { return x * x; }

int main()
{
	int a = 1;
	cout<< square(a++) << endl;
	cout<< a << endl;
	return 0;
}

输出结果：

1
2

分析如下：符合预期

（二）二义性

1. 宏定义

#include <iostream>
using namespace std;

#define SQUARE(X) X*X

int main()
{
	cout<< SQUARE(1 + 1) << endl;
	return 0;
}

输出如下：

8

分析如下：从语义上理解是SQUARE(1+1)的值为4。实际上，SQUARE(1 + 1)展开为1+1*1+1，结果是3

2. 内联函数

#include <iostream>
using namespace std;

inline int square(int x) { return x * x; }

int main()
{
	cout<< square(1+1) << endl;
	return 0;
}

输出结果：

4

分析如下：符合预期，内联函数有完整的函数语义，不会出现二义性

三.注意事项

• 对于体积小且频繁调用的函数，可以定义为内联函数。
• 内联函数一般定义在头文件，编译器需要在编译阶段找到其完整定义。
• 内联函数之所以能提高性能是在于，函数本身的执行时间小于函数调用的开销，我的理解是本质上是空间换时间。
• 内联函数的定义只是程序员的一种请求，编译器并不一定会满足要求。比如函数体存在递归调用或者体积过大，那么编译器会将其视为普通函数。
• 在C++中，在类内定义的成员函数默认是内联函数，内联函数不可以定义为虚函数（可以思考下为什么？）。