C语言中的内联函数(inline)与宏定义(#define)详细解析

先简明扼要，说下关键：
1、内联函数在可读性方面与函数是相同的，而在编译时是将函数直接嵌入调用程序的主体，省去了调用/返回指令，这样在运行时速度更快。

2、内联函数可以调试，而宏定义是不可以调试的。
内联函数与宏本质上是两个不同的概念如果程序编写者对于既要求快速，又要求可读的情况下，则应该将函数冠以inline。下面详细介绍一下探讨一下内联函数与宏定义。

一、内联函数是什么？
内联函数是代码被插入到调用者代码处的函数。如同 #define 宏（但并不等同，原因见下文），内联函数通过避免被调用的开销来提高执行效率，尤其是它能够通过调用（“过程化集成”）被编译器优化。

二、 内联函数是如何在安全和速度上取得折衷？
在 C 中，你可以通过在结构中设置一个 void* 来得到“封装的结构”，在这种情况下，指向实际数据的 void* 指针对于结构的用户来说是未知的。因此结构的用户不知道如何解释void*指针所指内容，但是存取函数可以将 void* 转换成适当的隐含类型。这样给出了封装的一种形式。

不幸的是这样做丧失了类型安全，并且也将繁琐的对结构中的每个域的访问强加于函数调用。（如果你允许直接存取结构的域，那么对任何能直接存取的人来说，了解如何解释 void* 指针所指内容就是必要的了；这样将使改变底层数据结构变的困难）。

虽然函数调用开销是很小的，但它会被累积。C++类允许函数调用以内联展开。这样让你在得到封装的安全性时，同时得到直接存取的速度。此外，内联函数的参数类型由编译器检查，这是对 C 的 #define 宏的一个改进。

三、为什么我应该用内联函数？而不是原来清晰的 #define 宏？ 
因为#define宏定义函数是在四处是有害的：
和 #define 宏不同的是，内联函数总是对参数只精确地进行一次求值，从而避免了那声名狼藉的宏错误。换句话说，调用内联函数和调用正规函数是等价的，差别仅仅是更快：


代码如下:

// 返回 i 的绝对值的宏
#define unsafe(i) \
         ( (i) >= 0 ? (i) : -(i) )

// 返回 i 的绝对值的内联函数
inline
int safe(int i)
{
   return i >= 0 ? i : -i;
}

int f();

void userCode(int x)
{
   int ans;

ans = unsafe(x++);   // 错误！x 被增加两次
   ans = unsafe(f());   // 危险！f()被调用两次

ans = safe(x++);     // 正确！ x 被增加一次
   ans = safe(f());     // 正确！ f() 被调用一次
}

和宏不同的，还有内联函数的参数类型被检查，并且被正确地进行必要的转换。宏定义复杂函数是有害的；非万不得已不要用。

四、如何告诉编译器使非成员函数成为内联函数？
声明内联函数看上去和普通函数非常相似：
void f(int i, char c);
当你定义一个内联函数时，在函数定义前加上 inline 关键字，并且将定义放入头文件：inlinevoid f(int i, char c){   // ...}
注意：将函数的定义（{...}之间的部分）放在头文件中是强制的，除非该函数仅仅被单个 .cpp 文件使用。尤其是，如果你将内联函数的定义放在 .cpp 文件中并且在其他 .cpp文件中调用它，连接器将给出 “unresolved external” 错误。

五、如何告诉编译器使一个成员函数成为内联函数？
声明内联成员函数看上去和普通函数非常类似：
class Fred {public:  
void f(int i, char c);};
但是当你定义内联成员函数时，在成员函数定义前加上 inline 关键字，并且将定义放入头文件中：inlinevoid Fred::f(int i, char c){   // ...}通常将函数的定义（{...}之间的部分）放在头文件中是强制的。如果你将内联函数的定义放在 .cpp 文件中并且在其他 .cpp 文件中调用它，连接器将给出“unresolved external”错误。

六、 有其它方法告诉编译器使成员函数成为内联吗？
有：在类体内定义成员函数：class Fred {public:   void f(int i, char c)     {       // ...     }};尽管这对于写类的人来说很容易，但由于它将类是“什么”(what)和类“如何”(how)工作混在一起.小结总之，在嵌入式C（或C++）编程里面，懂得使用内联函数（inline）与宏定义（#define），并使用好它们，对我们是大有裨益的。（注：本文部分内容来源于网络整理，上述探讨属于个人意见，仅供参考。错误之处也是难免！）

赞 (0)

相关推荐

  • 详解C语言中的#define宏定义命令用法

    #define 命令#define定义了一个标识符及一个串.在源程序中每次遇到该标识符时,均以定义的串代换它.ANSI标准将标识符定义为宏名,将替换过程称为宏替换.命令的一般形式为: #define identifier string 注意: 1.该语句没有分号.在标识符和串之间可以有任意个空格,串一旦开始,仅由一新行结束. 2.宏名定义后,即可成为其它宏名定义中的一部分. 3.宏替换仅仅是以文本串代替宏标识符,前提是宏标识符必须独立的识别出来,否则不进行替换.例如: #define XYZ t

  • 使用Object.defineProperty实现简单的js双向绑定

    缘起 前几天在看一些流行的迷你mvvm框架(比如avalon.js. vue.js 这种较轻的框架,而非Angularjs.Emberjs这种较重的框架)的实现.现代流行的mvvm框架一般都会将数据双向绑定(two-ways data binding)做掉,作为框架自身的一个卖点( Ember.js 貌似是不支持数据双向绑定的.),而且每种框架双向数据绑定的实现方式都不太一致,比如Anguarjs内部使用的是 脏检查 ,而avalon.js内部实现方式的本质是设置 属性访问器 . 这里不打算具体

  • C/C++中宏定义(#define)

    #define是C语言中提供的宏定义命令,其主要目的是为程序员在编程时提供一定的方便,并能在一定程度上提高程序的运行效率,但学生在学习时往往不能 理解该命令的本质,总是在此处产生一些困惑,在编程时误用该命令,使得程序的运行与预期的目的不一致,或者在读别人写的程序时,把运行结果理解错误,这对 C语言的学习很不利. 宏的定义在程序中是非常有用的,但是使用不当,就会给自身造成很大的困扰.通常这种困扰为:宏使用在计算方面. 本例子主要是在宏的计算方面,很多时候,大家都知道定义一个计算的宏,对于编译和编程

  • 郁闷!ionic中获取ng-model绑定的值为undefined如何解决

    今天在ionic中使用ng-model时候,在对应的controller里面获得值为undefined.以前在使用angularjs的ng-model绑定时候就可以拿到的啊,这就尴尬了,决定一探究竟.大家先看下面的一个demo. 在学习angularjs的ng-model的数据双向绑定时候,我们通过以下的代码拿到对应的ng-model的值: demo1 <div ng-app="myApp" ng-controller="myCtrl"> 名字: <

  • C语言中的内联函数(inline)与宏定义(#define)详细解析

    先简明扼要,说下关键:1.内联函数在可读性方面与函数是相同的,而在编译时是将函数直接嵌入调用程序的主体,省去了调用/返回指令,这样在运行时速度更快. 2.内联函数可以调试,而宏定义是不可以调试的.内联函数与宏本质上是两个不同的概念如果程序编写者对于既要求快速,又要求可读的情况下,则应该将函数冠以inline.下面详细介绍一下探讨一下内联函数与宏定义. 一.内联函数是什么?内联函数是代码被插入到调用者代码处的函数.如同 #define 宏(但并不等同,原因见下文),内联函数通过避免被调用的开销来提

  • 内联函数inline与宏定义深入解析

    内联函数的优越性:一:inline定义的类的内联函数,函数的代码被放入符号表中,在使用时直接进行替换(像宏定义一样展开),没有了调用的开销,效率很高.二:类的内敛函数是一个真正的函数.三:使用内联函数inline可以完全取代表达式形式的宏定义. 例子: 复制代码 代码如下: Class A{public:int readTest(){return nTest:}void setTest(int i);};inline void A::setTest(int i){nTest=i;}; 说明:类A

  • c++中的内联函数inline用法实例

    问题描述:类中成员函数缺省默认是内联的,如果在类定义时就在类内给出函数定义,那当然最好.如果在类中未给出成员函数定义,而又想内联该函数的话,那在类外要加上 inline,否则就认为不是内联的.内联函数的inline要加在函数前面,不可以加在声明前面. class A { public:void Foo(int x, int y) { } // 自动地成为内联函数 } //正确写法: // 头文件 class A { public: void Foo(int x, int y); } // 定义文

  • C++ 内联函数inline案例详解

    使用函数能够避免将相同代码重写多次的麻烦,还能减少可执行程序的体积,但也会带来程序运行时间上的开销. 函数调用在执行时,首先要在栈中为形参和局部变量分配存储空间,然后还要将实参的值复制给形参,接下来还要将函数的返回地址(该地址指明了函数执行结束后,程序应该回到哪里继续执行)放入栈中,最后才跳转到函数内部执行.这个过程是要耗费时间的. 另外,函数执行 return 语句返回时,需要从栈中回收形参和局部变量占用的存储空间,然后从栈中取出返回地址,再跳转到该地址继续执行,这个过程也要耗费时间. 总之,

  • C++深入探索内联函数inline与auto关键字的使用

    C++深入探索内联函数inline与auto关键字的使用

    目录 1.内敛函数 1.1问题引入 1.2内联函数的概念 1.3内敛函数的特性 2.auto关键字 2.1 auto简介 2.2 auto的使用细则 2.3 auto不能推导的场景 2.4 auto与新式for循环使用 1.内敛函数 1.1问题引入 我们在使用C语言中我们都学过函数,我们知道函数在调用的过程中需要开辟栈帧.如果我们需要频繁的调用一个函数,假设我们调用10次Add()函数,那我们就需要建立10次栈帧.我们都知道在栈帧中要做很多事情,例如保存寄存器,压参数,压返回值等等,这个过程是很

  • 详解C++中的内联函数和函数重载

    内联函数(内嵌函数,内置函数) 调用函数时需要一定的时间和空间的开销.C++提供一种提高效率的方法,即在编译时将函数调用处用函数体替换,类似于C语言中的宏展开.这种在函数调用处直接嵌入函数体的函数称为内联函数(inline function),又称内嵌函数或内嵌函数. 指定内联函数的方法很简单,只需要在定义函数时增加 inline 关键字. 注意:是在函数定义时增加 inline 关键字,而不是在函数声明时.在函数声明时增加 inline 关键虽然没有错误,但是也没有任何效果 inline 关键

  • c++内联函数(inline)使用详解

    介绍内联函数之前,有必要介绍一下预处理宏.内联函数的功能和预处理宏的功能相似.相信大家都用过预处理宏,我们会经常定义一些宏,如 复制代码 代码如下: #define TABLE_COMP(x) ((x)>0?(x):0) 就定义了一个宏. 为什么要使用宏呢?因为函数的调用必须要将程序执行的顺序转移到函数所存放在内存中的某个地址,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执行前要保存现场并记忆执行的地址,转回后要恢复现场,并按原来保存地址继续执行.因此,函数调

  • kotlin Standard中的内联函数示例详解

    kotlin Standard中的内联函数示例详解

    let.with.run.apply.also.takeIf.takeUnless.repeat函数的使用 kotlin Standard.kt文件中,提供了一些内联函数,这些内联函数可以减少代码量,在使代码优美的同时,打打提高开发效率.它们分别为: run.with.let.also.apply let let函数的定义如下: public inline fun <T, R> T.let(block: (T) -> R): R = block(this) 默认当前这个对象作为闭包的it

  • Kotlin中关于内联函数的一些理解分享

    前言 看了很多博客,才明白了内联的含义,其实最根本的就是将写在别处的代码拷贝到你现在执行的方法中,相当于在一个方法中执行,java的方法执行是需要压栈出栈的对吧,如果是两三个方法那就是两三次的压栈出栈,为了节省这个操作,提高一定的效率,kotlin就出了这么个函数.但又想想,如果是个超级大的函数,考来考去的也是很麻烦啊,所以这东西需要自己权衡吧,遵守单一职责,降低代码圈发杂度才是根本. 内联函数的理解 inline函数(内联函数)从概念上讲是编译器使用函数实现的真实代码来替换每一次的函数调用,带

  • C++ inline内联函数详解

    函数是一个可以重复使用的代码块,CPU 会一条一条地挨着执行其中的代码.CPU 在执行主调函数代码时如果遇到了被调函数,主调函数就会暂停,CPU 转而执行被调函数的代码:被调函数执行完毕后再返回到主调函数,主调函数根据刚才的状态继续往下执行. 一个 C/C++ 程序的执行过程可以认为是多个函数之间的相互调用过程,它们形成了一个或简单或复杂的调用链条,这个链条的起点是 main(),终点也是 main().当 main() 调用完了所有的函数,它会返回一个值(例如return 0;)来结束自己的生

随机推荐