zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 宏定义 VS 内联函数

    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------

                       (一)

      在C中,常用预处理语句#define来代替一个函数定义。例如:
        

      #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))


      该语句使得程序中每个出现 MAX(a,b) 的地方都被宏定义中后面的表达式((a)>(b)?(a):(b))所替换。
      宏定义语句的书写格式有过分的讲究, MAX与括号之间不能有空格,所有的参数都要
      放在括号里。尽管如此,它还是有麻烦:
        int a=1,b=0;
        MAX(a++,b);       //  a被增值2次
        MAX(a++,b+10);     //    a被增值1次
        MAX(a,"Hello");       //  错误地比较int和字符串,没有参数类型检查

        MAX( )函数的求值会由于两个参数值的大小不同而产生不同的副作用。
        MAX(a++,b)的值为2,同时a的值为3;
        MAX(a++,b+10)的值为10,同时a的值为2。
      
      如果是普通函数,则MAX(a,"HellO")会受到函数调用的检查,但此处不会因为两个参数类型不同而被编译拒之门外。
      幸运的是,通过一个内联函数可以得到所有宏的替换效能和 所有可预见的状态以及常规函数的类型检查:
        inline int MAX(int a,int b)
        {
         return a>b?a:b;
        }

    1.  内联函数与宏的区别: 
       传统的宏定义函数可能会引起一些麻烦。
          ex:
               #define F(x)  x+x
               void main(){int i=1;F(i++);}     // 这里x将被加两次。 

            内联函数被编译器自动的用函数的形势添加进代码,而不会出现这种情况。 

            内联函数的使用提高了效率(省去了很多函数调用汇编代码如:call和ret等)。
    2.  内联函数的使用:
             所有在类的声明中定义的函数将被自动认为是内联函数。
            class A()
           {
                 void c();// not a inline function;
                void d(){ print("d() is a inline function.");}
            }
            如果想将一个全局函数定义为内联函数可用,inline 关键字。
            inline a(){print("a() is a inline function.");}

    注意:
          在内联函数中如果有复杂操作将不被内联。如:循环递归调用
     
    总结:
          将简单短小的函数定义为内联函数将会提高效率。
     
    --------------------------------------------------------------------------------------------------
                        (二)
    1.   用内联取代宏代码
      C++ 语言支持函数内联,其目的是为了提高函数的执行效率(速度)。
      在C程序中,可以用宏代码提高执行效率。宏代码本身不是函数,但使用起来象函数。
      预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用,省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、返回参数、执行return等过程,从而提高了速度。使用宏代码最大的缺点是容易出错,预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应。
     
    例如
        #define MAX(a, b)       (a) > (b) ? (a) : (b)

      语句 
        result = MAX(i, j) + 2 ;

      将被预处理器解释为
        result = (i) > (j) ? (i) : (j) + 2 ;

      由于运算符‘+’比运算符‘:’的优先级高,所以上述语句并不等价于期望的
        result = ( (i) > (j) ? (i) : (j) ) + 2 ;

      如果把宏代码改写为
        #define MAX(a, b)       ( (a) > (b) ? (a) : (b) )

      则可以解决由优先级引起的错误。但是即使使用修改后的宏代码也不是万无一失的,
     
    例如语句
        result = MAX(i++, j);
      
      将被预处理器解释为
        result = (i++) > (j) ? (i++) : (j);

      对于C++ 而言,使用宏代码还有另一种缺点:无法操作类的私有数据成员。

      让我们看看C++ 的“函数内联”是如何工作的:
      对于任何内联函数,编译器在符号表里放入函数的声明(包括名字、参数类型、返回值类型)。如果编译器没有发现内联函数存在错误,那么该函数的代码也被放入符号表里。在调用一个内联函数时,编译器首先检查调用是否正确(进行类型安全检查,或者进行自动类型转换,当然对所有的函数都一样)。如果正确,内联函数的代码就会直接替换函数调用,于是省去了函数调用的开销。这个过程与预处理有显著的不同,因为预处理器不能进行类型安全检查,或者进行自动类型转换。假如内联函数是成员函数,对象的地址(this)会被放在合适的地方,这也是预处理器办不到的。
      C++ 语言的函数内联机制既具备宏代码的效率,又增加了安全性,而且可以自由操作类的数据成员。
      所以在C++ 程序中,应该用内联函数取代所有宏代码,“断言assert”恐怕是唯一的例外
     
      assert是仅在Debug版本起作用的宏,它用于检查“不应该”发生的情况。为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别,assert不应该产生任何副作用。如果assert是函数,由于函数调用会引起内存、代码的变动,那么将导致Debug版本与Release版本存在差异。所以assert不是函数,而是宏。(参见6.5节“使用断言”)

    2.       内联函数的编程风格

          关键字inline必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联,仅将inline放在函数声明前面不起任何作用
     
      如下风格的函数Foo不能成为内联函数:
        inline void Foo(int x, int y);  // inline仅与函数声明放在一起
        void Foo(int x, int y)
          { }

      而如下风格的函数Foo则成为内联函数:
        void Foo(int x, int y); 
        inline void Foo(int x, int y) // inline与函数定义体放在一起
          { }
      所以说,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”。
     
      一般地,用户可以阅读函数的声明,但是看不到函数的定义。尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline关键字,但我认为inline不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能,但是体现了高质量C++/C程序设计风格的一个基本原则:声明与定义不可混为一谈,用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。

      定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数,例如
      class A
      {
        public:
        void Foo(int x, int y) { … }  // 自动地成为内联函数
      }

      将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便,但不是一种良好的编程风格,上例应该改成:
      // 头文件
      class A
      {
        public:
        void Foo(int x, int y); 
      }

      // 定义文件
      inline void A::Foo(int x, int y)
      {
        
      }

    3   慎用内联

      内联能提高函数的执行效率,为什么不把所有的函数都定义成内联函数?
      如果所有的函数都是内联函数,还用得着“内联”这个关键字吗?
      内联是以代码膨胀(复制)为代价,仅仅省去了函数调用的开销,从而提高函数的执行效率。如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。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)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。
      类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构函数可能会隐藏一些行为,如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。
      一个好的编译器将会根据函数的定义体,自动地取消不值得的内联(这进一步说明了inline不应该出现在函数的声明中)。

    一些心得体会
      C++ 语言中的重载、内联、缺省参数、隐式转换等机制展现了很多优点,但是这些优点的背后都隐藏着一些隐患。正如人们的饮食,少食和暴食都不可取,应当恰到好处。我们要辨证地看待C++的新机制,应该恰如其分地使用它们。虽然这会使我们编程时多费一些心思,少了一些痛快,但这才是编程的艺术。

      类的构造函数、析构函数与赋值函数
      构造函数、析构函数与赋值函数是每个类最基本的函数。它们太普通以致让人容易麻痹大意,其实这些貌似简单的函数就象没有顶盖的下水道那样危险。
      每个类只有一个析构函数和一个赋值函数,但可以有多个构造函数(包含一个拷贝构造函数,其它的称为普通构造函数)。对于任意一个类      
      A,如果不想编写上述函数,C++编译器将自动为A产生四个缺省的函数,如
      A(void);           // 缺省的无参数构造函数
      A(const A &a);     // 缺省的拷贝构造函数
      ~A(void);         // 缺省的析构函数
      A & operate =(const A &a); // 缺省的赋值函数
      这不禁让人疑惑,既然能自动生成函数,为什么还要程序员编写?

    原因如下:
      (1)如果使用“缺省的无参数构造函数”和“缺省的析构函数”,等于放弃了自主“初始化”和“清除”的机会,C++发明人Stroustrup的好心好意白费了。
      (2)“缺省的拷贝构造函数”和“缺省的赋值函数”均采用“位拷贝”而非“值拷贝”的方式来实现,倘若类中含有指针变量,这两个函数注定将出错。
      对于那些没有吃够苦头的C++程序员,如果他说编写构造函数、析构函数与赋值函数很容易,可以不用动脑筋,表明他的认识还比较肤浅,水平有待于提高。
  • 相关阅读:
    Mongoose 校验参数
    meta大全
    go并发之WaitGroup
    用Tasker实现收到Android手机短信自动转发到微信
    不用双卡iPhone,仅需五步,老iOS手机自动给你转发短信
    怎样选择莫代尔秋衣裤
    关于ROS的dst-nat和src-nat的理解,和公司的一个案例以及解决方案
    关于ADSL拨号多拨跟运营商AC服务器之间的关系和一些技巧,群里大神给的经验
    查询网站的dns,get,劫持检测等等
    zabbix自定义key类型之计算(Calculated items) 在流量曲线图里,把各个item的值叠加的方法
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yaozhongxiao/p/1969794.html
Copyright © 2011-2022 走看看