常量与宏
C++ 中的 const 常量可以替代宏常数定义
const int A; <==> #define A 3
C++ 中是否有解决方案替代宏代码片段呢？
内联函数
C++ 中推荐使用内联函数替代宏代码片段
C++ 中使用 inline 关键字声明内联函数
inline int func(int a, int b)
{
return a < b ? a : b;
}
内联函数声明时 inline 关键字必须和函数定义结合在一起，否则编译器会直接忽略内联请求。
C++ 编译器可以将一个函数进行内联
被 C++ 编译器内联编译的函数叫做内联函数
C++ 编译器直接将函数体插入到函数调用的地方
内联函数没有普通函数调用时的额外开销（压栈，跳转，返回）
C++ 编译器不一定满足函数的内联请求！
编程实验：内联函数初探
#include <stdio.h>
#define FUNC(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
inline int func(int a, int b)
{
return a < b ? a : b;
}
void code_1()
{
int a = 1;
int b = 3;
int c = FUNC(++a, b);
printf(“\ncode_1: \n”);
printf(“a = %d\n”, a);
printf(“b = %d\n”, b);
printf(“c = %d\n”, c);
}
void code_2()
{
int a = 1;
int b = 3;
int c = func(++a, b);
printf(“\ncode_2: \n”);
printf(“a = %d\n”, a);
printf(“b = %d\n”, b);
printf(“c = %d\n”, c);
}
int main(int arc, char* argv[])
{
code_1();
code_2();
return 0;
}
输出：
code_1:
a = 3
b = 3
c = 3
code_2:
a = 2
b = 3
c = 2
分析：【宏无法避免的副作用】
int c = FUNC(++a, b);
==>
int = ((++a) < (b) ? (++a) : (b))
内联函数具有普通函数的特征 (参数检查，返回类型等)
函数的内联请求可能被编译器拒绝
函数被内联编译后，函数体直接扩展到调用的地方
宏代码片段由预处理器处理，进行简单的文本替换，没有任何编译过程，因此可能出现副作用。
现代 C++ 编译器能够进行编译优化，一些函数即使没有 inline 声明，也可能被内联编译
一些现代 C++ 编译器提供了扩展语法，能够对函数进行强制内联（这降低了可移植行）
g++: __attribute__((always_inline))
MSVC: __foreinline
编程实验：内联函数深度示例
#include <stdio.h>
// __forceinline
// __attribute__((always_inline))
inline
int add_inline(int n);
int main(int argc, char* argv[])
{
int r = add_inline(10);
printf(“r = %d\n”, r);
return 0;
}
inline int add_inline(int n)
{
int ret = 0;
for(int i=0; i<n; i++)
{
ret += i;
}
return n;
}
内联函数扩展选项默认，未强制内联时 VS2010 汇编：【内联请求失败】
int r = add_inline(10);
010E13AE push 0Ah
010E13B0 call add_inline (10E104Bh)；发生函数调用
010E13B5 add esp,4
010E13B8 mov dword ptr [r],eax
g++ 汇编【内联请求失败】
main(int, char**):
08048494: push %ebp
08048495: mov %esp,%ebp
08048497: and $0xfffffff0,%esp
0804849a: sub $0x20,%esp
0804849d: movl $0xa,(%esp)
080484a4: call 0x80484c8 <add_inline(int)> ; 发生函数调用
080484a9: mov %eax,0x1c(%esp)
080484ad: mov 0x1c(%esp),%eax
080484b1: mov %eax,0x4(%esp)
080484b5: movl $0x80485c0,(%esp)
080484bc: call 0x80483c0 <printf@plt>
080484c1: mov $0x0,%eax
080484c6: leave
080484c7: ret
内联函数扩展选项默认，强制内联时 VS2010 汇编：【内联请求成功】
int r = add_inline(10);
008C102C mov dword ptr [ebp-8],0
008C1033 mov dword ptr [ebp-0Ch],0
008C103A jmp wmain+35h (8C1045h)
008C103C mov eax,dword ptr [ebp-0Ch]
008C103F add eax,1
008C1042 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax
008C1045 cmp dword ptr [ebp-0Ch],0Ah
008C1049 jge wmain+46h (8C1056h)
008C104B mov ecx,dword ptr [ebp-8]
008C104E add ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
008C1051 mov dword ptr [ebp-8],ecx
008C1054 jmp wmain+2Ch (8C103Ch)
008C1056 mov edx,dword ptr [ebp-8]
008C1059 mov dword ptr [r],edx
g++ 汇编【内联请求成功】
main(int, char**):
08048494: push %ebp
08048495: mov %esp,%ebp
08048497: and $0xfffffff0,%esp
0804849a: sub $0x20,%esp
9 {
0804849d: movl $0xa,0x18(%esp)
19 int ret = 0;
080484a5: movl $0x0,0x14(%esp)
21 for(int i=0; i<n; i++)
080484ad: movl $0x0,0x10(%esp)
080484b5: jmp 0x80484c4 <main(int, char**)+48>
23 ret += i;
080484b7: mov 0x10(%esp),%eax
080484bb: add %eax,0x14(%esp)
21 for(int i=0; i<n; i++)
080484bf: addl $0x1,0x10(%esp)
080484c4: mov 0x18(%esp),%eax
080484c8: cmp 0x10(%esp),%eax
080484cc: setg %al
080484cf: test %al,%al
080484d1: jne 0x80484b7 <main(int, char**)+35>
26 return ret;
080484d3: mov 0x14(%esp),%eax
10 int r = add_inline(10);
080484d7: mov %eax,0x1c(%esp)
12 printf(” r = %d\n”, r);
080484db: mov 0x1c(%esp),%eax
080484df: mov %eax,0x4(%esp)
080484e3: movl $0x80485c0,(%esp)
080484ea: call 0x80483c0 <printf@plt>
14 return 0;
080484ef: mov $0x0,%eax
15 }
注意事项
C++ 中 inline 内联编译的限制 (现在编译器基本都可满足内联要求，以下针对旧编译器而言)
不能存在任何形式的循环语句
不能存在过多的条件判断语句
函数体不能过于复杂
不能对函数进行取址操作
函数内联声明必须在调用语句之前
小结
C++ 中可以通过 inline 声明内联函数
编译器直接将内联函数扩展到函数调用的地方
inline 只是一种请求，编译器不一定允许这种请求
内联函数省去了函数调用时压栈，跳转和返回的开销
以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！