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面试时被问到了这个问题,当时突然懵了,所以来整理一下。如有疏漏,还望指摘。
(结论在最后,懒得看的同学可以直接翻到总结)内联函数与宏定义的函数很相似,都是在运行前,先将一些简短的函数,直接替换为实现代码,以此来省去函数调用时,参数入栈、程序跳转等的时间开支。C++引入了内联机制作为宏函数的改进与补充,但并不是替代,说明他们有很多相似的地方,但也有很多不同的性质。
使用宏定义#define定义的函数。其在预编译阶段就被进行简单的替换,因为只是简单的替换,所以无需定义参数和返回值的类型,也不会对参数进行临时拷贝以及析构。如下宏定义函数:
#define ADD(a, b) a+b void main(){ int x=1, y=2, z; z = ADD(x,y); }
这段代码就会被替换为如下代码:
void main(){ int x=1, y=2, z; z = x+y; }
宏定义函数使用时值得注意以下三点:
首先,宏定义函数不会进行类型检查,它不会检查传入的参数类型是否正确,传出的参数类型是否正确,因为在定义时,就不需要规定这些。
其次,因为只是进行简单的替换,所以如果不注意的话,执行顺序可能会和预想的不一样。比如还是上面的宏定义函数,如果我想计算
z=3 * ADD(x,y);
就会被替换为
z = 3 * x + y;
这样在执行时,其实会先计算3*x,在计算+y,而与我们预想的逻辑不同。
最后,因为不会制作传入参数的临时拷贝,而只是进行简单的替换,所以如果传入的参数是一个表达式(如x++),或者是一个函数(func())的话,这个表达式或者函数可能会被多次执行。如下:
#define MUL2(a) a+avoid main(){ int x=1, y; y = MUL2(x++);}
这段代码在执行时就会被替换为:
void main(){ int x=1, y; y = x++ + x++;}
其中x++就会被多次执行。
使用关键词inline修饰的函数为内联函数。内联函数是指在编译阶段,编译器将内联函数展开,替换为等效的实现代码,而不是进行函数调用。内联函数在使用上,在程序员看来,和一般函数无二,需要定义入参类型,返回值类型等,执行完毕会对函数内部的临时变量进行析构等。如下内联函数:
inline int addint(int a, int b){ return a+b; } void main(){ int x = 1, y = 2, z; z = addint(x ,y); }
这段代码,在编译时就会被替换下面这样(这里只是做一个简单的示意,实际替换应该会更复杂):
void main(){ int x = 1, y = 2, z; { int _a = x; //制作传入参数的临时拷贝 int _b = y; int temp; //制作传出参数的临时拷贝 temp = _a + _b; //函数体 z = temp; //传出返回值 }//代码块结束,析构一些临时变量 }
编译器将函数替换为实现代码,并加入一些处理,使得其执行起来在程序员看来,与一般函数无二。
内联函数在使用时需要注意几点:从上面的介绍,我们可以看出以下几个相同点和不同点。
相同点:
不同点:
我在后续学习中又发现他们还有一些别的不同点:
#define MACRO(type, name) type var_##name
,这个时候你就可以调用MACRO(int, a)
来构建一个名为var_a
的int
型变量(关于##
的用法请看)。(感觉这一点应该算是上一点的补充)#define TEST_MACRO0() TEST_MACRO1(1)#define TEST_MACRO1(i) TEST_MACRO2(i,2)#define TEST_MACRO2(i1, i2) TEST_MACRO3(i1, i2, 3)#define TEST_MACRO3(i1, i2, i3) {cout << i1 << i2 << i3 << endl;}int main(void) { TEST_MACRO0(); }可以看到,在定义
TEST_MACRO0
之前,是没有定义TEST_MACRO1
的,但是只要在main函数真正调用TEST_MACRO0
之前定义好TEST_MACRO1
,那么代码就是正确的。感觉说了这么多不同点,其实都是宏函数与内联函数两种不同基本性质的不同体现:
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