C語言 inline行內函數與帶參巨集
C語言 inline行內函數與帶參巨集
一、簡述
簡單的介紹inline行內函數、帶參巨集的作用。
二、函式的執行與呼叫
函式執行：會將之前的棧的頂，棧基址壓棧，並在棧中開闢空間存放傳入的引數資料。返回時將返回資料放到通用暫存器，並釋放棧空間。
函式呼叫：在C語言中，程式式順序執行的，函式呼叫時，轉移到函式所存放的記憶體中的某個地址，將函式執行完之後，再返回到呼叫之前的位置，繼續執行。這種轉移再回來操作，要求在轉移之前保護現場(當時的執行狀態，如暫存器的值，程式執行到帶那裡，堆疊的使用情況等)，在轉回之後要先恢復現場，然後繼續執行。
函式呼叫會增加時間和空間的開銷。頻繁的呼叫函式會影響程式的執行效率。
但是函式功能最好單一(一個函式一個功能)，那麼有時候就需要將某一些程式碼功能封裝為函式模組，以方便多次呼叫，加上有意義的函式名簡潔易懂，方便維護。
三、帶參巨集
為了將某一部分程式碼功能封裝，但是又不想經過函式呼叫，我們可以使用帶參巨集來實現。
如：求最大值、最小值的函式
int Max(int x, int y) // 求兩個整數的最大值 { return (x>y?x:y); } int Min(int x, int y)// 求兩個整數的最小值 { return (x<y?x:y); }
如果在程式設計中多處需要求兩個數的最值，將其封裝成一個功能函式，讓程式碼更加的簡介，清晰，容易維護。
但是這個函式的程式碼量很少，多處呼叫，封裝成為函式就會花費時間和空間在函式呼叫上，會降低程式的執行效率。
在這種情況下，帶參巨集就能很好的解決：既能實現一定的封裝，又不會降低程式的執行效率。
將其編寫為帶參巨集：
#define MAX(x,y) (x>y?x:y)
#define MIN(x,y) (x<y?x:y)我們可以像函式一樣呼叫，但它不是函式，而是巨集，在預編譯階段就展開，其實就是簡單的替換。
如：
int a = 5；
int b = 8;
int c = Max(a, b);// 函式方式呼叫
int c = MAX(a, b);// 帶參巨集方式，在預編譯階段，這一句就會展開成為 int c = (a>b?a:b);
//其實就是簡單的巨集替換 將 MAX(a, b) 替換成為 (a>b?a:b)注1：C語言編從C程式碼譯成可執行檔案依次經過4個階段：預編譯、編譯、彙編、連結
預編譯：處理預編譯指令，如#include（檔案包含），#define(巨集替換)，#if(條件編譯)等
編譯：將C程式碼編譯生成彙編程式碼
彙編：將彙編程式碼生成目標檔案(二進位制檔案)
連結：連結其他目標檔案、動態庫、靜態庫--》生成可執行檔案。
注2：巨集定義一般會將引數加小括號以確保優先順序（也就是無惡報按照自己的意願順序執行）
如：
#define MAX(x,y) (x>y?x:y) 會寫為 #define MAX(x,y) ( (x)>(y)?(x):(y) )舉例：不加小括號會出現的問題
// 以下定義一個求積的帶參巨集
#define MLT(x,y) x*y //或define MLT(x,y) (x*y)
//巨集一般使用大寫 multiplication：乘法
假設有
int a = 5;
int b = 8;
int c = MLT(a,b);// 等價 int c = a*b;可以正確得出結果
如果是
int c = MLT(a+2,b);// 等價int c = a+2*b 結果為21，與預期的(a+2)*b=(5+2)*8=56不同。
帶參巨集的優缺點：
優點：1） 在一定封裝性的同時提高執行效率。
2）可以簡單的實現"過載"。(對同一功能不同引數型別的相容)
缺點：1） 因為是純文字替換，不會進行引數型別檢查，並且容易出現優先順序問題。
2） 不方便除錯。
3） 如果呼叫的此時很多，那麼執行程式碼會增多。
四、行內函數 （inline）
在普通函式前面加上關鍵字inline，這個函式就稱為行內函數。如：
inline int Max(int x, int y) // 求兩個整數的最大值
{
return (x>y?x:y);
}行內函數在編譯時期展開，就是將 要呼叫的行內函數的程式碼 在呼叫的地方複製一份。這樣不用經過函式呼叫，提高執行效率。
行內函數的優缺點：
優點：1） 不用經過函式呼叫，提高執行效率。
2） 相對帶參巨集，在除錯程式時有更多有用的除錯資訊。
3） 進行引數型別檢查。
缺點：1） 最終由編譯器決定是否內聯，而且不能有遞迴，否則產生無窮展開。
2） 行內函數的使用可能大大增加編譯時間。
3） 如果多處呼叫，會增加程式碼量。
五、總結
無論是帶參巨集，函式行內函數，都有著"減少函式呼叫，提高執行效率"的目的。並且都有著"簡潔的封裝"的意思。
所以想要將某一動作作為帶參巨集或者是行內函數，這個動作最好要"簡單"一點，最好不要有多層巢狀的迴圈，不要有遞迴呼叫。
巨集：簡單的純文字替換（在預編譯階段展開）。
行內函數：將函式程式碼複製到要呼叫的地方（在編譯階段展開）。