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

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:

复制代码 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!)

时间: 2024-11-03 22:05:56

C语言中的内联函数(inline)与宏定义(#define)详细解析_C 语言的相关文章

内联函数inline与宏定义深入解析_C 语言

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)

在c++中,为了解决一些频繁调用的小函数大量消耗栈空间或者是叫栈内存的问题,特别的引入了inline修饰符,表示为内联函数. 可能说到这里,很多人还不明白什么是栈空间,其实栈空间就是指放置程序的局部数据也就是函数内数据的内存空间,在系统下,栈空间是有限的,如果频繁大量的使用就会造成因栈空间不足所造成的程序出错的问题,函数的死循环递归调用的最终结果就是导致栈内存空间枯竭. 下面我们来看一个例子: #include <iostream>#include <string>using na

枚举和宏的区别详细解析_C 语言

枚举常量与宏的区别主要有几点: 1.枚举常量是实体中的一种,但宏不是实体: 2.枚举常量属于常量,但宏不是常量: 3.枚举常量具有类型,但宏没有类型,枚举变量具有与普通变量相同的诸如作用域.值等性质,但宏没有,宏不是语言的一部分,它是一种预处理替换符.枚举类型主要用于限制性输入,例如,某个函数的某参数只接受某种类型中的有限个数值,除此之外的其它数值都不接受,这时候枚举能很好地解决这个问题.能用枚举尽量用枚举,否则在调试的时候你是看不到当时的值的. 4.用宏去定义一个变量如果你定义了一个相同的变量

详解C++中的内联函数和函数重载_C 语言

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_C 语言

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

va_list(),va_start(),va_arg(),va_end() 详细解析_C 语言

(一)写一个简单的可变参数的C函数 下面我们来探讨如何写一个简单的可变参数的C函数.写可变参数的C函数要在程序中用到以下这些宏: 复制代码 代码如下: void va_start( va_list arg_ptr, prev_param );type va_arg( va_list arg_ptr, type );void va_end( va_list arg_ptr ); va在这里是variable-argument(可变参数)的意思.这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序

C++中的friend函数详细解析_C 语言

为什么要使用友元函数 在实现类之间数据共享时,减少系统开销,提高效率.如果类A中的函数要访问类B中的成员(例如:智能指针类的实现),那么类A中该函数要是类B的友元函数.具体来说:为了使其他类的成员函数直接访问该类的私有变量.即:允许外面的类或函数去访问类的私有变量和保护变量,从而使两个类共享同一函数. 实际上具体大概有下面两种情况需要使用友元函数:(1)运算符重载的某些场合需要使用友元.(2)两个类要共享数据的时候. 使用友元函数的优缺点 优点:能够提高效率,表达简单.清晰. 缺点:友元函数破环

C++中函数模板的用法详细解析_C 语言

定义 我们知道函数的重载可以实现一个函数名多用,将功能相同或者类似函数用同一个名来定义.这样可以简化函数的调用形式,但是程序中,仍然需要分别定义每一个函数. C++提供的函数模板可以更加简化这个过程. 所谓函数模板实际上是建立一个通用函数,其涵涵素类型额形参类型不具体指定,用一个虚拟的类型来代表,这个通用函数就称为函数模板. 凡是函数体相同的函数都可以用这个模板来代替,不必定义多个函数,只需要在模板中定义一次即可.在调用函数时,系统会根据实参的类型来取代模板中的虚拟类型,从而实现了不同函数的功能

C++中的friend友元函数详细解析_C 语言

友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数.它是定义在类外的普通函数,它不属于任何类,但需要在类的定义中加以声明,声明时只需在友元的名称前加上关键字friend. 我们已知道类具有封装和信息隐藏的特性.只有类的成员函数才能访问类的私有成员,程序中的其他函数是无法访问私有成员的.非成员函数可以访问类中的公有成员,但是如果将数据成员都定义为公有的,这又破坏了隐藏的特性.另外,应该看到在某些情况下,特别是在对某些成员函数多次调用时,由于参数传递,类型检查和安全性检查等都需要时间开销,而影响程序的运