C++ 内联函数与宏的对比

内联函数展开为代码，消除调用开销，但避免函数体过大和递归调用；宏是文本替换，轻量级但难维护，用于常量和简短代码片段。实战案例：内联函数实现斐波那契数列，宏定义常量 PI。

C++ 内联函数与宏的对比

前言

C++ 语言提供了内联函数和宏两种机制来优化代码性能。本文将探讨它们之间的区别，并展示实际案例来说明它们的用法和局限性。

内联函数

内联函数是一种特殊的函数，编译器会在调用处将其展开为代码。这意味着每次调用内联函数时，都不需要跳转到实际函数体，从而消除了函数调用的开销。

声明语法：

inline 函数名(参数列表) {
  // 函数体
}

优点：

• 消除函数调用的开销
• 提高程序性能
• 可读性好，因为内联函数的代码在调用处展开

应避免的情况：

• 内联函数体过大时，会使代码膨胀
• 递归内联函数可能会导致堆栈溢出

宏

宏是一种文本替换机制，编译器在预处理阶段将宏调用替换为实际值。宏的优势在于轻量级且效率高，但其可读性和可维护性较差。

定义语法：

#define 宏名(参数列表) 替换文本

优点：

• 非常轻量级，几乎没有开销
• 可用于常量、函数调用和代码片段的替换

应避免的情况：

• 宏不能进行类型检查，可能导致错误
• 宏难以调试和维护
• 可能导致代码膨胀和难以阅读

实战案例

示例 1：使用内联函数实现斐波那契数列

inline int fibonacci(int n) {
  if (n <= 1) return n;
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

示例 2：使用宏定义常量

#define PI 3.14159265

int main() {
  double radius = 5.0;
  double area = PI * radius * radius;
  return 0;
}

结论

内联函数和宏都是 C++ 中用于优化代码性能的机制。内联函数更重但可读性更好，而宏更轻量级但可维护性较差。选择哪种机制取决于特定用例的权衡。