C++ 函数 内联函数

内联函数的功能和预处理宏的功能相似，在介绍内联函数之前，先介绍一下预处理宏。宏是简单字符替换，最常见的用法：定义了一个代表某个值的全局符号、定义可调用带参数的宏。作为一种约定，习惯上总是用大写字母来定义宏，宏还可以替代字符常量。我们会经常定义一些宏，如：

#define ADD(a,b) a+b

那为什么需要使用宏呢？因为调用函数需要一定的时间和空间开销。

执行到函数调用指令时，程序将在函数调用后立即存储该指令的内存地址，并将函数参数复制到堆栈（为此保留的内存块），跳到标记函数起点的内存单元，执行函数代码（也许还需将返回值放入寄存器中），然后跳回到地址被保存的指令处（这与阅读文章时停下来看脚注，并在阅读完脚注后返回到以前阅读的地方类似）。来回跳跃并记录跳跃位置意味着以前使用函数时，需要一定的开销。

而宏仅仅是在预处理的地方把代码展开，不需要额外的时间空间方面的开销。

宏也有很多的不尽人意的地方，所以c++中用内联函数来代替宏。
（1）宏不能访问对象的私有成员。类的私有成员只能通过类的成员函数或友元函数来访问，
（2）宏不进行类型检查。例如上面定义的ADD宏，要注意传入实参的类型，如果你传入的参数不是char, int, float, double，而是其他类型，可能就会出错。
（3）宏的定义很容易产生二义性。

#define MULTI(x) (x*x) 

我们用一个数字去调用它，MULTI(10)，这样看上去没有什么错误，结果返回100，是正确的；但是如果我们用MULTI(10+10)去调用的话，我们期望的结果是400，而宏的调用结果是（10+10*10+10），结果是120，这显然不是我们要得到的结果。为避免这种错误，可给宏的参数都加上括号。

 #define MULTI(x) ((x)*(x)) 

这样可以确保MULTI(10+10)不会出错，但是若使用MULTI(a++)调用它，他们本意是希望得到(a+1)*(a+1)的结果，但是宏的展开结果是：(a++)*(a++)，如果a的值是2，我们得到的结果是2*3=6。而我们期望的结果是3*3=9。

内联函数的方法很简单，只需在函数首行的左端加一个关键字inline即可 。
在编译时将所调用函数的代码直接嵌入到主调函数中，而不是将流程转出去，这种嵌入到主调函数中的函数成为内联函数。

#include <iostream>
using namespace std;
inline int max(int,int, int);       //声明函数，注意左端有inline
int main( )
{
    int i=,j=,k=,m;
    m=max(i,j,k);
    cout<<″max=″<<m<<endl;
    return ;
}
inline int max(int a,int b,int c)    //定义max为内置函数
{
    if(b>a) a=b;          //求a,b,c中的最大者
    if(c>a) a=c;
    return a;
}

由于在定义函数时指定它为内置函数，因此编译系统在遇到函数调用“max(i,j,k)”时，就用max函数体的代码代替“max(i,j,k)”，同时将实参代替形参。
这样，程序代码“m=max(i,j,k);”就被置换成：

 if (j>i) i=j;
 if (k>i) i=k;
        m=i;

内联函数必须是和函数体在一起，才有效。如下风格的函数不能成为内联函数：

inline void Fun(int x, int y);  // inline仅与函数声明放在一起
void Fun (int x, int y) {…} 

而如下风格的函数Fun则成为内联函数：

void Fun(int x, int y);
inline void Fun(int x, int y) {…} // inline与函数定义体放在一起 

因此，inline是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。

内联函数和宏的区别在于，宏是由预处理器对宏进行替代，而内联函数是通过编译器控制来实现的。而且内联函数是真正的函数，只是在需要用到的时候，内联函数像宏一样的展开，所以取消了函数的参数压栈，减少了调用的开销。你可以象调用函数一样来调用内联函数，而不必担心会产生于处理宏的一些问题。内联函数与带参数的宏定义进行下比较，它们的代码效率是一样，但是内联欢函数要优于宏定义，因为内联函数遵循的类型和作用域规则，它与一般函数更相近，在一些编译器中，一旦关联上内联扩展，将与一般函数一样进行调用，比较方便。

另外，宏定义在使用时只是简单的文本替换，并没有做严格的参数检查，也就不能享受C++编译器严格类型检查的好处，另外它的返回值也不能被强制转换为可转换的合适的类型，这样，它的使用就存在着一系列的隐患和局限性。C++的inline的提出就是为了完全取代宏定义，因为inline函数取消了宏定义的缺点，又很好地继承了宏定义的优点

内联函数是以代码膨胀（复制）为代价，这省去了函数调用的开销，从而提高函数的执行效率。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，消耗更多的内存空间。以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）内联函数中不能包括复杂的控制语句，如循环语句和switch语句。如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。

同时要注意inline关键字只是表示一个请求，编译器并不会一定将inline修饰的函数作为内联，有的没有被inline修饰的函数在一些编译器中也可能被编译为内联。