一、函數調用開銷

函數調用會涉及：

• 參數壓棧（或寄存器傳參）

• 跳轉到函數體

• 返回值處理

• 棧幀銷毀

這個過程對小函數來說可能非常浪費，因此，宏函數和內聯函數的目的就是避免“函數調用的開銷”，通過代碼展開（替換）來實現“零調用成本”。

?二、C語言的宏函數

1、 定義方式

宏函數使用?#define?宏定義語法：

#define SQUARE(x) ((x) * (x))

2、實現原理

• 預處理器階段完成替換

• 所有使用?SQUARE(x)?的地方，都會被文本替換為?((x)*(x))（簡單地字符串替換）

• 不是函數調用，也沒有類型檢查

優點

• 快！展開是直接替換，沒有函數調用的成本

• 支持各種類型（無類型限制）

缺點

• 不安全：可能造成副作用

SQUARE(i++) ?→ ((++i) * (++i)) ?// i 被加了兩次！

#define SQUARE(x) ((x)*(x))int main(){int i = 5;cout << "6*6 = " << SQUARE(++i);
}

輸出：

????????6*6 = 42 ??；因為++i加了兩次，所以是6*7；

????????調試困難：宏不是函數，沒法打斷點進去

????????沒有作用域控制：容易污染命名空間

?三、C++ 的內聯函數（inline function）

1、定義方式

inline int square(int x) {return x * x;
}

只是在常規的函數定義之前加個 “inline”。

2、實現原理

• 編譯器在?編譯階段?判斷是否將調用處用函數體替代（不保證一定 inline，只是建議）

• 真實函數、具有類型檢查、作用域、安全。

• 利用空間換時間的原理 。

?優點

???????安全、類型檢查完整

• 可以用調試器調試

• 支持遞歸（編譯器可能不展開）

• 支持模板和泛型

• 可以與?constexpr、template?配合

?缺點

? ? ? ? 內聯函數不建議聲明和定義分離，分離會導致連接錯誤。因為inline被展開了，就沒有了函數地址，鏈接就找不到了。

• 濫用內聯會導致代碼膨脹（code bloat），生成的可執行文件變大

• 只適合小函數，復雜函數不一定 inline，（代碼小于二十行，遞歸）。

• 編譯器有最終決定權，inline?是一種建議而非強制

四、對比總結表

五、【面試題】

1、宏的優缺點？

2、c++有哪些技術可以替代宏？

????????利用常量定義換用const。

#define N 10;

替換為

const int N = 10;

????????短小函數定義，換用內聯函數。

宏函數定義 -->利用內聯函數替換

#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))// 改寫為模板內聯函數
template <typename T>
inline T Max(T a, T b) {return a > b ? a : b;
}

3、?宏和內聯函數的本質區別是什么？

考點：?宏是預處理階段處理，內聯函數是編譯階段處理。

• 宏在預處理階段展開，是文本替換，沒有類型檢查，也沒有作用域限制；

• 內聯函數是真正的函數，有類型檢查，有作用域，并能調試。

4、?什么是內聯函數？什么時候應該使用？

考點：?減少函數調用開銷，提升性能。

• 適合小函數，如 getters/setters；

• 不建議用于遞歸、虛函數、復雜函數；

• 編譯器可以不采納?inline?建議（非強制）。

5、內聯函數會影響編譯時間和可執行文件大小嗎？

考點：

• 增加編譯時間（編譯器要展開多次）；

• 增加可執行文件大小（代碼膨脹）；

• 但可以減少函數調用棧的開銷。

好了本期有關于c語言宏定義知識回顧和c++內聯函數的分享就到這里結束了，謝謝大家的支持和點贊收藏👍。