带参数的宏定义、函数与内联函数

前言

在实际项目开发，尤其是嵌入式软件项目中，经常可以看到大量宏定义的分布，其中又多以带参数的宏定义为主。对于刚入门的小白来说，这可能也算是C语言的高级用法之一。当然，它的用处也确实相当广泛。
带参数的宏，它的功能类似于函数。在多数场景当中，它的目的也是旨在能够一定程度上取代部分的函数调用。
以上两种方式并存，但各自都有优缺点，也因此，inline函数诞生。它可以说是兼具了函数和带参数的宏定义优缺点于一身的产物。

“存在即合理” --黑格尔《法哲学原理》

一、宏定义

1.基本用法

在预编译过程中无条件文本替换：

#include<stdio.h>

#define OKAY			0
#define OVERFLOW		1
#define UNDERFLOW		2
#define MAX				10
#define MIN				5

void main()
{
	unsigned char InputVal	= 0;
	unsigned char Result	= OKAY;

	printf("Inpue a new value please: ");
	scanf("%d", &InputVal);

	if( MAX < InputVal ){
		Result = OVERFLOW;
		printf("The input is OverFlow !\n");
	} else if( MIN > InputVal  ){
		Result = UNDERFLOW;
		printf("The input is UnderFlow !\n");
	}else{}
}

在预编译之后，文件中所有出现的宏定义，将分别被对应的数值替代，如，代码中出现MAX 的地方，被10取代，MIN被5取代。

2.带参数的宏定义

以下为一个经典的判断最值的例子：

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

如果代码中有如下“调用”语句：

int c=MAX(5,3);

编译器预处理后，代码被替换为：

int c=((5)>(3)?(5) : (3));

不难看出，宏定义的使用，无论是否带有参数，其实就是一个纯粹的文本替换的过程。它的出现，在一定程度上，增强开发者或者后续维护者的交互体验，毕竟对于人类来说文字描述更容易理解。但是，它的劣势也是显而易见的：代码量的增加。毕竟再小规模的宏定义，替换的地方越多，也就意味着代码量的膨胀。
宏定义还有一个优势，即“一改全改”，不用查找文件中的所有引用逐一进行修改，只需要需改宏定义不分即可。当然，这也可能带来另一个致命的缺陷：一旦宏定义不准确，错误将是全局性的。

二、函数

1.定义与声明

int Func_Max(int a, int b)
{
	if(a > b)
		return a;
	return b;
} 

2.调用

int c=Func_Max(5,3);

不难看出，c的值为5，函数Func_Max同样能实现以上宏定义MAX的功能，只不过，实现的过程有一定差异：

1. 首先，函数是通过其函数指针进行调用的，不会进行代码文本的替换，因此代码量不会有过多的冗余产生；
2. 函数在执行之前，首先会对返回值和参数列表进行安全性检查，并在调用时为它们分配一定的堆栈空间进行参数的暂存。

三、内联函数–inline

像static、extern 等一样，inline是C++中的一个关键词，可用于修饰函数和C++中类的成员函数：

inline int Func_Max(int a, int b)`

1. inline定义的内联函数，函数的代码被放入符号表中，在使用时直接进行替换（像宏一样展开），没有了调用时堆栈资源的开销，效率也很高。
2. 很明显，类的内联函数也是一个真正的函数，编译器在调用一个内联函数时，会首先检查它的参数的类型，保证调用正确。然后进行一系列的相关检查，就像对待任何一个真正的函数一样。这样就消除了它的隐患和局限性。

总结

函数、宏定义各自都有着自己的独特性，在自己的应用场景下，有着举足轻重的作用，不能说不能替代，但是替代之前也需要再三思量。inline函数算是二者的子系，它囊括了函数和宏定义的几乎所有的特点，无论是优点还是缺点，它的使用看似常规，快捷，但也暗藏杀机。当然，如果数量掌握了其用法，就另当别论了。