內聯函數和普通函數的區別在哪里 - 全文

　　函數（function）是一個集合元素到令一個集合元素的對應關系，它起著一種映射和變換的功能，如在數學中，一個集合A，若對A中的每個元素x，按對應法則f，使B中存在唯一的一個元素A與之對應，就稱對應法則f是X上的一個函數，記作B=f（x）。廣義地說，函數其實是完成某一功能的工具，如在數學中，該功能就是用來實現數學運算的，就是數學函數，故一般函數是完成某一工程中基礎工具，起著基礎功能，故一般函數就是一個功能區能完成基本功能的工具。

? ? ? ?一般函數與內聯函數

　　一般函數（General function）是相對于比較特殊，比較少見的函數而言的，在任一學科內，指的是作用能力比較基層，使用比較普遍的函數，但同時它也是構成某整個作用域中不可缺少的元素。列如：c語言中的printf（），scanf（）函數就是c語言中的一般函數，它們用于各類數據輸出和輸入，是很常用的的庫函數，基礎但很重要。

　　內聯函數是指用inline關鍵字修飾的函數。在類內定義的函數被默認成內聯函數。內聯函數從源代碼層看，有函數的結構，而在編譯后，卻不具備函數的性質。內聯函數不是在調用時發生控制轉移，而是在編譯時將函數體嵌入在每一個調用處。編譯時，類似宏替換，使用函數體替換調用處的函數名。一般在代碼中用inline修飾，但是能否形成內聯函數，需要看編譯器對該函數定義的具體處理。

　　C/C++之宏、內聯函數和普通函數的區別

　　內聯函數的執行過程與帶參數宏定義很相似，但參數的處理不同。帶參數的宏定義并不對參數進行運算，而是直接替換；內聯函數首先是函數，這就意味著函數的很多性質都適用于內聯函數，即內聯函數先把參數表達式進行運算求值，然后把表達式的值傳遞給形式參數。

　　內聯函數與帶參數宏定義的另一個區別是，內聯函數的參數類型和返回值類型在聲明中都有明確的指定；而帶參數宏定義的參數沒有類型的概念，只有在宏展開以后，才由編譯器檢查語法，這就存在很多的安全隱患。

　　使用內聯函數時，應注意以下問題：

　　1）內聯函數的定義性聲明應該出現在對該函數的第一次調用之前。

　　2）內聯函數首先是函數，函數的很多性質都適用于內聯函數，如內聯函數可以重載。

　　3）在內聯函數中不允許使用循環語句和switch結果，帶有異常接口聲明的函數也不能聲明為內聯函數。

　　先說宏和函數的區別：

　　1. 宏做的是簡單的字符串替換（注意是字符串的替換，不是其他類型參數的替換），而函數的參數的傳遞，參數是有數據類型的，可以是各種各樣的類型。

　　2. 宏的參數替換是不經計算而直接處理的，而函數調用是將實參的值傳遞給形參，既然說是值，自然是計算得來的。

　　3. 宏在編譯之前進行，即先用宏體替換宏名，然后再編譯的，而函數顯然是編譯之后，在執行時，才調用的。因此，宏占用的是編譯的時間，而函數占用的是執行時的時間。

　　4. 宏的參數是不占內存空間的，因為只是做字符串的替換，而函數調用時的參數傳遞則是具體變量之間的信息傳遞，形參作為函數的局部變量，顯然是占用內存的。

　　5. 函數的調用是需要付出一定的時空開銷的，因為系統在調用函數時，要保留現場，然后轉入被調用函數去執行，調用完，再返回主調函數，此時再恢復現場，這些操作，顯然在宏中是沒有的。

　　現在來看內聯函數：

　　所謂“內聯函數”就是將很簡單的函數“內嵌”到調用他的程序代碼中，只樣做的目的是為了避免上面說到的第5點，目的旨在節約下原本函數調用時的時空開銷。但必須注意的是：作為內聯函數，函數體必須十分簡單，不能含有循環、條件、選擇等復雜的結構，否則就不能做為內聯函數了。事實上，即便你沒有指定函數為內聯函數，有的編譯系統也會自動將很簡單的函數作為內聯函數處理；而對于復雜的函數，即便你指定他為內聯函數，系統也不會理會的。

　　介紹內聯函數之前，有必要介紹一下預處理宏。內聯函數的功能和預處理宏的功能相似。相信大家都用過預處理宏，我們會經常定義一些宏，如

　　#define TABLE_COMP（x）（（x）》0？（x）：0）

　　就定義了一個宏。

　　為什么要使用宏呢？因為函數的調用必須要將程序執行的順序轉移到函數所存放在內存中的某個地址，將函數的程序內容執行完后，再返回到轉去執行該函數前的地方。這種轉移操作要求在轉去執行前要保存現場并記憶執行的地址，轉回后要恢復現場，并按原來保存地址繼續執行。因此，函數調用要有一定的時間和空間方面的開銷，于是將影響其效率。而宏只是在預處理的地方把代碼展開，不需要額外的空間和時間方面的開銷，所以調用一個宏比調用一個函數更有效率。

　　但是宏也有很多的不盡人意的地方。

　　1、．宏不能訪問對象的私有成員。

　　2、．宏的定義很容易產生二意性。

　　宏定義的實例：

　　#define TABLE_MULTI（x）（x*x）

　　我們用一個數字去調用它，TABLE_MULTI（10），這樣看上去沒有什么錯誤，結果返回100，是正確的，但是如果我們用TABLE_MULTI（10+10）去調用的話，我們期望的結果是400，而宏的調用結果是（10+10*10+10），結果是120，這顯然不是我們要得到的結果。避免這些錯誤的方法，一是給宏的參數都加上括號。

　　#define TABLE_MULTI（x）（（x）*（x））

　　這樣可以確保不會出錯，但是，即使使用了這種定義，這個宏依然有可能出錯，例如使用TABLE_MULTI（a++）調用它，他們本意是希望得到（a+1）*（a+1）的結果，而實際上呢？我們可以看看宏的展開結果：（a++）*（a++），如果a的值是4，我們得到的結果是5*6=30。而我們期望的結果是5*5=25，這又出現了問題。

　　事實上，在一些C的庫函數中也有這些問題。例如： Toupper（*pChar++）就會對pChar執行兩次++操作，因為Toupper實際上也是一個宏。

　　我們可以看到宏有一些難以避免的問題，怎么解決呢？

　　下面就是用我要介紹的內聯函數來解決這些問題，我們可以使用內聯函數來取代宏的定義。而且事實上我們可以用內聯函數完全取代預處理宏。

　　內聯函數和宏的區別在于，宏是由預處理器對宏進行替代，而內聯函數是通過編譯器控制來實現的。而且內聯函數是真正的函數，只是在需要用到的時候，內聯函數像宏一樣的展開，所以取消了函數的參數壓棧，減少了調用的開銷。你可以象調用函數一樣來調用內聯函數，而不必擔心會產生于處理宏的一些問題。

　　我們可以用Inline來定義內聯函數，不過，任何在類的說明部分定義的函數都會被自動的認為是內聯函數。

　　下面我們來介紹一下內聯函數的用法。

　　內聯函數必須是和函數體申明在一起，才有效。像這樣的申明

　　Inline Tablefunction（int I）是沒有效果的，編譯器只是把函數作為普通的函

　　數申明，我們必須定義函數體。

　　Inline tablefunction（int I） {return I*I};

　　這樣我們才算定義了一個內聯函數。我們可以把它作為一般的函數一樣調用。但是執行速度確比一般函數的執行速度要快。

　　我們也可以將定義在類的外部的函數定義為內聯函數，比如：

　　Class TableClass{

　　Private：

　　Int I，j;

　　Public：

　　Int add（） { return I+j;};

　　Inline int dec（） { return I-j;}

　　Int GetNum（）;

　　}

　　inline int tableclass：：GetNum（）{

　　return I;

　　}

　　上面申明的三個函數都是內聯函數。在C++中，在類的內部定義了函數體的

　　函數，被默認為是內聯函數。而不管你是否有inline關鍵字。

　　內聯函數在C++類中，應用最廣的，應該是用來定義存取函數。我們定義的

　　類中一般會把數據成員定義成私有的或者保護的，這樣，外界就不能直接讀寫我

　　們類成員的數據了。

　　對于私有或者保護成員的讀寫就必須使用成員接口函數來進行。如果我們把

　　這些讀寫成員函數定義成內聯函數的話，將會獲得比較好的效率。

　　Class sample{

　　Private：

　　Int nTest;

　　Public：

　　Int readtest（）{ return nTest;}

　　Void settest（int I） {nTest=I;}

　　}

　　當然，內聯函數也有一定的局限性。就是函數中的執行代碼不能太多了，如

　　果，內聯函數的函數體過大，一般的編譯器會放棄內聯方式，而采用普通的方式

　　調用函數。這樣，內聯函數就和普通函數執行效率一樣了。

　　宏的使用

　　/*這一系列文章《C++ Tips》是公司Code Committee專家會推薦工程師看的，感覺很好，拿出來與大家共同提高。并不

　　是知道多少會使人與人產生差別，真正的差別在于你能做到多少。

　　很多程序員不知道C中的“宏”到底是什么意思？特別是當宏有參數的時候，經常把宏和函數混淆。我想在這里我還是

　　先講講“宏”，宏只是一種定義，他定義了一個語句塊，當程序編譯時，編譯器首先要執行一個“替換”源程序的動作

　　，把宏引用的地方替換成宏定義的語句塊，就像文本文件替換一樣。這個動作術語叫“宏的展開”。使用宏是比較“危

　　險”的，因為你不知道宏展開后會是什么一個樣子。例如下面這個宏：

　　#define MAX（a， b） a》b？a:b

　　當我們這樣使用宏時，沒有什么問題： MAX（ num1， num2 ）; 因為宏展開后變成 num1》num2？num1:num2；。但是，如

　　果是這樣調用的，MAX（ 17+32， 25+21）; 呢，編譯時出現錯誤，原因是，宏展開后變成：17+32》25+21？17+32:25+21，

　　Woh，這是什么啊？

　　所以，宏在使用時，參數一定要加上括號，上述的那個例子改成如下所示就能解決問題了。

　　#define MAX（（a），（b））（a）》（b）？（a）b）

　　即使是這樣，也不這個宏也還是有Bug，因為如果我這樣調用 MAX（i++，j++）; ，經過這個宏以后，i和j都被累加了兩次，這絕不是我們想要的。所以，在宏的使用上還是要謹慎考慮，因為宏展開是的結果是很難讓人預料的。而且雖然，宏的執行很快（因為沒有函數調用的開銷），但宏會讓源代碼澎漲，使目標文件尺寸變大，（如：一個50行的宏，程序中有1000個地方用到，宏展開后會很不得了），相反不能讓程序執行得更快（因為執行文件變大，運行時系統換頁頻繁

　　）。

　　因此，在決定是用函數，還是用宏時得要小心。

　　C++中的內聯函數定義很簡單，只要在普通的函數前加一個關鍵字inline就可以了，除此之外和普通函數表面上沒有什么區別（包括函數的調用方式），因為這樣，所以在很多的C++初學者（甚至一些有C++編程經驗的人）看來，內聯只是一個概念而已，其實這是對內聯函數沒有徹底的認識，下面我們就來談談內聯函數和普通函數以及和宏的區別，相信讀完下面的部分，你對這三者一定有了很好的理解。

　　內聯函數和普通函數最大的區別在于內部的實現方面，而不是表面形式，我們知道普通函數在被調用時，系統首先要跳躍到該函數的入口地址，執行函數體，執行完成后，再返回到函數調用的地方，函數始終只有一個拷貝；而內聯函數則不需要進行一個尋址的過程，當執行到內聯函數時，此函數展開（很類似宏的使用），如果在 N處調用了此內聯函數，則此函數就會有N個代碼段的拷貝。

　　從內聯函數的調用來看，它因為少了一個尋址過程而提高了代碼的執行效率，但是這是以空間的代價來換取的。

　　聲明為內聯的函數，其代碼段不能太長，過長，一些編譯器則視為普通函數（究竟函數體多長就超過了限制，這個好象沒有規定，這個也確實不好規定，個人覺得應該視函數體的邏輯而定）。

　　下面是內聯函數的聲明舉例：

　　inline void SetVal（int a）{ m_b = a};

　　inline int GetVal（）{ return m_b};

　　從上面的例子可以看出，內聯函數的聲明和實現通常都會在一個文件當中（一般放在.h中就可以了）。

　　下面我們再來說說內聯函數與宏的區別。很多的資料上，在談到內聯函數時就說，內聯函數和宏很類似，但是類似歸類似，畢竟我們不能把這兩者互換使用。

　　這兩者的相似之處在于執行時編譯器對其的處理，會將其代碼展開，執行完后繼續下面的處理。不同之處在于宏是簡單的文本替換，它不能返回值，也沒有一般函數參數的概念；而內聯函數則具備了普通函數的特征，如參數列表，返回值等。下面我們舉個例子說明：

　　1.#define COUNT（X）（X * X） // 一個計算乘積的宏

　　2.inline int count（int x）{return x*x} //一個計算乘積的內聯函數

　　printf（COUNT（3））; // 結果為 COUNT（3）（ 3 * 3） = 9;

　　printf（count（3））; // 結果為 count（3）{return 3*3 }=9;