C语言 inline内联函数与带参宏

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-04-17 06:41 313阅读 0赞

### **C语言 inline内联函数与带参宏** ###

**一、简述**

**        简单的介绍inline内联函数、带参宏的作用。**

**二、函数的执行与调用**

**        函数执行：会将之前的栈的顶，栈基址压栈，并在栈中开辟空间存放传入的参数数据。返回时将返回数据放到通用寄存器，并释放栈空间。**

**        函数调用：在C语言中，程序式顺序执行的，函数调用时，转移到函数所存放的内存中的某个地址，将函数执行完之后，再返回到调用之前的位置，继续执行。这种转移再回来操作，要求在转移之前保护现场(当时的执行状态，如寄存器的值，程序执行到带那里，堆栈的使用情况等)，在转回之后要先恢复现场，然后继续执行。**

**        函数调用会增加时间和空间的开销。频繁的调用函数会影响程序的执行效率。**

**        但是函数功能最好单一(一个函数一个功能)，那么有时候就需要将某一些代码功能封装为函数模块，以方便多次调用，加上有意义的函数名简洁易懂，方便维护。**

**三、带参宏**

**       为了将某一部分代码功能封装，但是又不想经过函数调用，我们可以使用带参宏来实现。**

**      如：求最大值、最小值的函数**

int Max(int x, int y) // 求两个整数的最大值
    {
        return (x>y?x:y);
    }
    
    int Min(int x, int y)// 求两个整数的最小值
    {
        return (x<y?x:y);
    }

如果在编程中多处需要求两个数的最值，将其封装成一个功能函数，让代码更加的简介，清晰，容易维护。

但是这个函数的代码量很少，多处调用，封装成为函数就会花费时间和空间在函数调用上，会降低程序的执行效率。

在这种情况下，带参宏就能很好的解决：既能实现一定的封装，又不会降低程序的执行效率。

将其编写为带参宏：

#define MAX(x,y) (x>y?x:y)
    #define MIN(x,y) (x<y?x:y)

我们可以像函数一样调用，但它不是函数，而是宏，在预编译阶段就展开，其实就是简单的替换。

如：

int a = 5；
    int b = 8;
    
    int c = Max(a, b);// 函数方式调用
    
    int c = MAX(a, b);// 带参宏方式，在预编译阶段，这一句就会展开成为 int c = (a>b?a:b); 
    
    //其实就是简单的宏替换 将 MAX(a, b) 替换成为 (a>b?a:b)

注1：C语言编从C代码译成可执行文件依次经过4个阶段：预编译、编译、汇编、链接

预编译：处理预编译指令，如\#include（文件包含），\#define(宏替换)，\#if(条件编译)等

编译：将C代码编译生成汇编代码

汇编：将汇编代码生成目标文件(二进制文件)

链接：链接其他目标文件、动态库、静态库--》生成可执行文件。

注2：宏定义一般会将参数加小括号以确保优先级（也就是无恶报按照自己的意愿顺序执行）

如：

#define MAX(x,y) (x>y?x:y) 会写为  #define MAX(x,y) ( (x)>(y)?(x):(y) )

举例：不加小括号会出现的问题

// 以下定义一个求积的带参宏
    #define MLT(x,y) x*y      //或define MLT(x,y) (x*y)     
    
    //宏一般使用大写 multiplication：乘法
    
    
    假设有
    int a = 5;
    int b = 8;
    
    int c = MLT(a,b);// 等价 int c = a*b;可以正确得出结果
    
    如果是
    
    int c = MLT(a+2,b);// 等价int c = a+2*b  结果为21，与预期的(a+2)*b=(5+2)*8=56不同。

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带参宏的优缺点：

优点：1） 在一定封装性的同时提高执行效率。

2）可以简单的实现"重载"。(对同一功能不同参数类型的兼容)

缺点：1） 因为是纯文本替换，不会进行参数类型检查，并且容易出现优先级问题。

2） 不方便调试。

3） 如果调用的此时很多，那么执行代码会增多。

四、内联函数 （inline）

在普通函数前面加上关键字inline，这个函数就称为内联函数。如：

inline int Max(int x, int y) // 求两个整数的最大值
    {
        return (x>y?x:y);
    }

内联函数在**编译时期展开，就是将 要调用的内联函数的代码 在调用的地方复制一份。这样不用经过函数调用，提高执行效率。**

**内联函数的优缺点：**

**优点：1） 不用经过函数调用，提高执行效率。**

**           2） 相对带参宏，在调试程序时有更多有用的调试信息。**

**           3） 进行参数类型检查。**

**缺点：1） 最终由编译器决定是否内联，而且不能有递归，否则产生无穷展开。**

**           2） 内联函数的使用可能大大增加编译时间。**

**           3） 如果多处调用，会增加代码量。**

**五、总结**

**       无论是带参宏，函数内联函数，都有着"减少函数调用，提高执行效率"的目的。并且都有着"简洁的封装"的意思。**

**所以想要将某一动作作为带参宏或者是内联函数，这个动作最好要"简单"一点，最好不要有多层嵌套的循环，不要有递归调用。**

**宏：简单的纯文本替换（在预编译阶段展开）。**

**内联函数：将函数代码复制到要调用的地方（在编译阶段展开）。**

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