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C++深度解析 内联函数分析（5）

宏

#define

宏定义会经过预处理器，只是进行文本替换，缺点在于不会进行语法和语义检查的，仅仅是复制、粘贴的过程，编译器根本不知道宏的存在。

所以，C++中，当需要某个类型的常量时，可以使用const常量 来代替 宏常数，如：

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

内联函数 inline

使用内联函数 替代 宏代码片段。

使用inline关键字声明内联函数。

内联函数没有普通函数调用的时候的额外开销（参数的入栈，函数的返回，跳转）。

内联函数会被编译器优化，编译器直接将内联函数的函数体进行扩展，扩展到调用内联函数的地方。

C++编译器不一定满足函数的内联请求！

示例代码一：（宏）

#include 
   
    //宏代码块#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)会被预处理器展开为：((++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;}
   

结果如下：

因为FUNC是一个宏定义，文本替换。比较时候++a：a=2。如果条件成立++a：a=3。（从而a被加了两次）由此看来，使用宏定义是有副作用的。

示例代码二：（内联函数）

#include 
   
    #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;}
   

结果如下：

内联函数直接将函数体插入到调用的地方。示例中，int c = func(++a, b)调用了内联函数，所以把函数体直接扩展到func(++a, b)。

内联函数总结：

内联函数具有普通函数的特征（参数检查，返回类型等）

函数的内联请求可能被编译器拒绝（通过配置的方式，让编译器接受内联请求）

函数被内联编译后，函数体直接扩展到调用的地方。

（宏代码片段由预处理器处理，进行简单的文本替换，没有任何编译过程，因此可能出现副作用）

因此，在C++编程中，首选内联函数，而不是宏代码片段。

对函数进行强制内联

g++：__attribute__((always_inline))属性，当一个函数拥有这个属性后，这个函数就会被g++编译器强制内联

MSVC：__forceinline

示例代码一：

#include 
   
    //__forceinline  //MSVC__attribute__((always_inline)) // g++//inlineint 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内联编译的限制：

总的来说，函数体不能过于复杂。

• 不能存在任何形式的循环语句
• 不能存在过多的条件判断语句
• 函数体不能过于庞大
• 不能对函数进行取址操作
• 函数内联声明必须在调用语句之前

内联函数和普通函数的区别：

• 普通函数：每次调用前，CPU都会保存现场（入栈），调用完后还要恢复现场（出栈）等额外开销。
• 内联函数：就会在每次调用的地方，将内联函数里的代码段“内联地”展开，所以省去了额外的开销

小结：

C++中可以通过inline声明内联函数

编译器直接将内联函数扩展到函数调用的地方

inline只是一种请求，编译器不一定允许这种请求

内联函数省去了函数调用时压栈，跳转和返回的开销

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