宏定義是C語(yǔ)言提供的三種預(yù)處理功能的其中一種，這三種預(yù)處理包括：宏定義、文件包含、條件編譯。宏定義和操作符的區(qū)別是：宏定義是替換，不做計(jì)算，也不做表達(dá)式求解。

　　宏定義又稱為宏代換、宏替換，簡(jiǎn)稱“宏”。

　　#define 標(biāo)識(shí)符 字符串

　　其中的標(biāo)識(shí)符就是所謂的符號(hào)常量，也稱為“宏名”。

　　預(yù)處理（預(yù)編譯）工作也叫做宏展開：將宏名替換為字符串。

　　掌握“宏”概念的關(guān)鍵是“換”。一切以換為前提、做任何事情之前先要換，準(zhǔn)確理解之前就要“換”。

　　即在對(duì)相關(guān)命令或語(yǔ)句的含義和功能作具體分析之前就要換：

　　例：

　　#define Pi 3.1415926

　　把程序中出現(xiàn)的Pi全部換成3.1415926

　　說(shuō)明：

　?。?）宏名一般用大寫

　?。?）使用宏可提高程序的通用性和易讀性，減少不一致性，減少輸入錯(cuò)誤和便于修改。例如：數(shù)組大小常用宏定義

　?。?）預(yù)處理是在編譯之前的處理，而編譯工作的任務(wù)之一就是語(yǔ)法檢查，預(yù)處理不做語(yǔ)法檢查。

　　（4）宏定義末尾不加分號(hào)；

　?。?）宏定義寫在函數(shù)的花括號(hào)外邊，作用域?yàn)槠浜蟮某绦?，通常在文件的最開頭。

　?。?）可以用#undef命令終止宏定義的作用域

　　（7）宏定義允許嵌套

　?。?）字符串（ “ ” ）中永遠(yuǎn)不包含宏

　?。?）宏定義不分配內(nèi)存，變量定義分配內(nèi)存。

　　（10）宏定義不存在類型問(wèn)題，它的參數(shù)也是無(wú)類型的。

　　內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏定義

　　在C中，常用預(yù)處理語(yǔ)句#define來(lái)代替一個(gè)函數(shù)定義。例如：

　　#define MAX（a，b） （（a）》（b）？（a）：（b））

　　該語(yǔ)句使得程序中每個(gè)出現(xiàn)MAX（a，b）函數(shù)調(diào)用的地方都被宏定義中后面的表達(dá)式（（a）》（b）？（a）：（b））所替換。

　　宏定義語(yǔ)句的書寫格式有過(guò)分的講究， MAX與括號(hào)之間不能有空格，所有的參數(shù)都要

　　放在括號(hào)里。盡管如此，它還是有麻煩：

　　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”）； //錯(cuò)誤地比較int和字符串，沒(méi)有參數(shù)類型檢查

　　MAX（ ）函數(shù)的求值會(huì)由于兩個(gè)參數(shù)值的大小不同而產(chǎn)生不同的副作用。

　　MAX（a++，b）的值為2，同時(shí)a的值為3；

　　MAX（a++，b+10）的值為10，同時(shí)a的值為2。

　　如果是普通函數(shù)，則MAX（a，“HellO”）會(huì)受到函數(shù)調(diào)用的檢查，但此處不會(huì)因?yàn)閮蓚€(gè)參數(shù)類型不同而被編譯拒之門外。幸運(yùn)的是，通過(guò)一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)可以得到所有宏的替換效能和 所有可預(yù)見的狀態(tài)以及常規(guī)函數(shù)的類型檢查：

　　inline int MAX（int a，int b）

　　{

　　return a》b？a:b；

　　}

　　1.內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏的區(qū)別：

　　傳統(tǒng)的宏定義函數(shù)可能會(huì)引起一些麻煩。

　　ex：

　　#define F（x） x+x

　　void main（）{int i=1;F（i++）;}

　　這里x將被加兩次。

　　內(nèi)聯(lián)函數(shù)被編譯器自動(dòng)的用函數(shù)的形勢(shì)添加進(jìn)代碼，而不會(huì)出現(xiàn)這種情況。

　　內(nèi)聯(lián)函數(shù)的使用提高了效率（省去了很多函數(shù)調(diào)用匯編代碼如：call和ret等）。

　　2.內(nèi)聯(lián)函數(shù)的使用：

　　所有在類的聲明中定義的函數(shù)將被自動(dòng)認(rèn)為是內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

　　class A（）

　　{

　　void c（）;// not a inline function;

　　void d（）{ print（“d（） is a inline function.”）;}

　　}

　　如果想將一個(gè)全局函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)可用，inline 關(guān)鍵字。

　　inline a（）{print（“a（） is a inline function.”）;}

　　注意：

　　在內(nèi)聯(lián)函數(shù)中如果有復(fù)雜操作將不被內(nèi)聯(lián)。如：循環(huán)和遞歸調(diào)用。

　　總結(jié)：

　　將簡(jiǎn)單短小的函數(shù)定義為內(nèi)聯(lián)函數(shù)將會(huì)提高效率。

　　用內(nèi)聯(lián)取代宏代碼

　　C++ 語(yǔ)言支持函數(shù)內(nèi)聯(lián)，其目的是為了提高函數(shù)的執(zhí)行效率（速度）。

　　在 C程序中，可以用宏代碼提高執(zhí)行效率。宏代碼本身不是函數(shù)，但使用起來(lái)象函數(shù)。預(yù)處理器用復(fù)制宏代碼的方式代替函數(shù)調(diào)用，省去了參數(shù)壓棧、生成匯編語(yǔ)言的 CALL調(diào)用、返回參數(shù)、執(zhí)行return等過(guò)程，從而提高了速度。使用宏代碼最大的缺點(diǎn)是容易出錯(cuò)，預(yù)處理器在復(fù)制宏代碼時(shí)常常產(chǎn)生意想不到的邊際效應(yīng)。例如

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

　　語(yǔ)句

　　result = MAX（i， j） + 2 ;

　　將被預(yù)處理器解釋為

　　result = （i） 》 （j） ？ （i） ： （j） + 2 ;

　　由于運(yùn)算符‘+‘比運(yùn)算符‘：’的優(yōu)先級(jí)高，所以上述語(yǔ)句并不等價(jià)于期望的

　　result = （ （i） 》 （j） ？ （i） ： （j） ） + 2 ;

　　如果把宏代碼改寫為

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

　　則可以解決由優(yōu)先級(jí)引起的錯(cuò)誤。但是即使使用修改后的宏代碼也不是萬(wàn)無(wú)一失的，例如語(yǔ)句

　　result = MAX（i++， j）;

　　將被預(yù)處理器解釋為

　　result = （i++） 》 （j） ？ （i++） ： （j）;

　　對(duì)于C++ 而言，使用宏代碼還有另一種缺點(diǎn)：無(wú)法操作類的私有數(shù)據(jù)成員。

　　讓我們看看C++ 的“函數(shù)內(nèi)聯(lián)”是如何工作的。對(duì)于任何內(nèi)聯(lián)函數(shù)，編譯器在符號(hào)表里放入函數(shù)的聲明（包括名字、參數(shù)類型、返回值類型）。如果編譯器沒(méi)有發(fā)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)函數(shù)存在錯(cuò)誤，那么該函數(shù)的代碼也被放入符號(hào)表里。在調(diào)用一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)，編譯器首先檢查調(diào)用是否正確（進(jìn)行類型安全檢查，或者進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，當(dāng)然對(duì)所有的函數(shù)都一樣）。如果正確，內(nèi)聯(lián)函數(shù)的代碼就會(huì)直接替換函數(shù)調(diào)用，于是省去了函數(shù)調(diào)用的開銷。這個(gè)過(guò)程與預(yù)處理有顯著的不同，因?yàn)轭A(yù)處理器不能進(jìn)行類型安全檢查，或者進(jìn)行自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換。假如內(nèi)聯(lián)函數(shù)是成員函數(shù)，對(duì)象的地址（this）會(huì)被放在合適的地方，這也是預(yù)處理器辦不到的。

　　C++ 語(yǔ)言的函數(shù)內(nèi)聯(lián)機(jī)制既具備宏代碼的效率，又增加了安全性，而且可以自由操作類的數(shù)據(jù)成員。所以在C++ 程序中，應(yīng)該用內(nèi)聯(lián)函數(shù)取代所有宏代碼，“斷言assert”恐怕是唯一的例外。assert是僅在Debug版本起作用的宏，它用于檢查“不應(yīng)該”發(fā)生的情況。為了不在程序的Debug版本和Release版本引起差別，assert不應(yīng)該產(chǎn)生任何副作用。如果assert是函數(shù)，由于函數(shù)調(diào)用會(huì)引起內(nèi)存、代碼的變動(dòng)，那么將導(dǎo)致Debug版本與Release版本存在差異。所以assert不是函數(shù)，而是宏。（參見6.5節(jié)“使用斷言”）

　　內(nèi)聯(lián)函數(shù)的編程風(fēng)格

　　關(guān)鍵字inline必須與函數(shù)定義體放在一起才能使函數(shù)成為內(nèi)聯(lián)，僅將inline放在函數(shù)聲明前面不起任何作用。如下風(fēng)格的函數(shù)Foo不能成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

　　inline void Foo（int x， int y）; // inline僅與函數(shù)聲明放在一起

　　void Foo（int x， int y）

　　{

　　…

　　}

　　而如下風(fēng)格的函數(shù)Foo則成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)：

　　void Foo（int x， int y）;

　　inline void Foo（int x， int y） // inline與函數(shù)定義體放在一起

　　{

　　…

　　}

　　所以說(shuō)，inline是一種“用于實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵字”，而不是一種“用于聲明的關(guān)鍵字”。一般地，用戶可以閱讀函數(shù)的聲明，但是看不到函數(shù)的定義。盡管在大多數(shù)教科書中內(nèi)聯(lián)函數(shù)的聲明、定義體前面都加了inline關(guān)鍵字，但我認(rèn)為inline不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中。這個(gè)細(xì)節(jié)雖然不會(huì)影響函數(shù)的功能，但是體現(xiàn)了高質(zhì)量C++/C程序設(shè)計(jì)風(fēng)格的一個(gè)基本原則：聲明與定義不可混為一談，用戶沒(méi)有必要、也不應(yīng)該知道函數(shù)是否需要內(nèi)聯(lián)。

　　定義在類聲明之中的成員函數(shù)將自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，例如

　　class A

　　{

　　public：

　　void Foo（int x， int y） { … } // 自動(dòng)地成為內(nèi)聯(lián)函數(shù)

　　}

　　將成員函數(shù)的定義體放在類聲明之中雖然能帶來(lái)書寫上的方便，但不是一種良好的編程風(fēng)格，上例應(yīng)該改成：

　　// 頭文件

　　class A

　　{

　　public：

　　void Foo（int x， int y）；

　　}

　　// 定義文件

　　inline void A：：Foo（int x， int y）

　　{

　　…

　　}

　　 慎用內(nèi)聯(lián)

　　內(nèi)聯(lián)能提高函數(shù)的執(zhí)行效率，為什么不把所有的函數(shù)都定義成內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

　　如果所有的函數(shù)都是內(nèi)聯(lián)函數(shù)，還用得著“內(nèi)聯(lián)”這個(gè)關(guān)鍵字嗎？

　　內(nèi)聯(lián)是以代碼膨脹（復(fù)制）為代價(jià)，僅僅省去了函數(shù)調(diào)用的開銷，從而提高函數(shù)的執(zhí)行效率。如果執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間，相比于函數(shù)調(diào)用的開銷較大，那么效率的收獲會(huì)很少。另一方面，每一處內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用都要復(fù)制代碼，將使程序的總代碼量增大，消耗更多的內(nèi)存空間。以下情況不宜使用內(nèi)聯(lián)：

　?。?）如果函數(shù)體內(nèi)的代碼比較長(zhǎng)，使用內(nèi)聯(lián)將導(dǎo)致內(nèi)存消耗代價(jià)較高。

　　（2）如果函數(shù)體內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)，那么執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)代碼的時(shí)間要比函數(shù)調(diào)用的開銷大。

　　類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)容易讓人誤解成使用內(nèi)聯(lián)更有效。要當(dāng)心構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可能會(huì)隱藏一些行為，如“偷偷地”執(zhí)行了基類或成員對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。所以不要隨便地將構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義體放在類聲明中。

　　一個(gè)好的編譯器將會(huì)根據(jù)函數(shù)的定義體，自動(dòng)地取消不值得的內(nèi)聯(lián)（這進(jìn)一步說(shuō)明了inline不應(yīng)該出現(xiàn)在函數(shù)的聲明中）。

　　一些心得體會(huì)

　　C++ 語(yǔ)言中的重載、內(nèi)聯(lián)、缺省參數(shù)、隱式轉(zhuǎn)換等機(jī)制展現(xiàn)了很多優(yōu)點(diǎn)，但是這些優(yōu)點(diǎn)的背后都隱藏著一些隱患。正如人們的飲食，少食和暴食都不可取，應(yīng)當(dāng)恰到好處。我們要辨證地看待C++的新機(jī)制，應(yīng)該恰如其分地使用它們。雖然這會(huì)使我們編程時(shí)多費(fèi)一些心思，少了一些痛快，但這才是編程的藝術(shù)。

　　第9章 類的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)與賦值函數(shù)

　　構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)與賦值函數(shù)是每個(gè)類最基本的函數(shù)。它們太普通以致讓人容易麻痹大意，其實(shí)這些貌似簡(jiǎn)單的函數(shù)就象沒(méi)有頂蓋的下水道那樣危險(xiǎn)。

　　每個(gè)類只有一個(gè)析構(gòu)函數(shù)和一個(gè)賦值函數(shù)，但可以有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)（包含一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，其它的稱為普通構(gòu)造函數(shù)）。對(duì)于任意一個(gè)類A，如果不想編寫上述函數(shù)，C++編譯器將自動(dòng)為A產(chǎn)生四個(gè)缺省的函數(shù)，如

　　A（void）; // 缺省的無(wú)參數(shù)構(gòu)造函數(shù)

　　A（const A &a）; // 缺省的拷貝構(gòu)造函數(shù)

　　~A（void）; // 缺省的析構(gòu)函數(shù)

　　A & operate =（const A &a）; // 缺省的賦值函數(shù)

　　這不禁讓人疑惑，既然能自動(dòng)生成函數(shù)，為什么還要程序員編寫？

　　原因如下：

　?。?）如果使用“缺省的無(wú)參數(shù)構(gòu)造函數(shù)”和“缺省的析構(gòu)函數(shù)”，等于放棄了自主“初始化”和“清除”的機(jī)會(huì)，C++發(fā)明人Stroustrup的好心好意白費(fèi)了。

　?。?）“缺省的拷貝構(gòu)造函數(shù)”和“缺省的賦值函數(shù)”均采用“位拷貝”而非“值拷貝”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，倘若類中含有指針變量，這兩個(gè)函數(shù)注定將出錯(cuò)。

　　對(duì)于那些沒(méi)有吃夠苦頭的C++程序員，如果他說(shuō)編寫構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)與賦值函數(shù)很容易，可以不用動(dòng)腦筋，表明他的認(rèn)識(shí)還比較膚淺，水平有待于提高。

　　本章以類String的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為例，深入闡述被很多教科書忽視了的道理。String的結(jié)構(gòu)如下：

　　class String

　　{

　　public：

　　String（const char *str = NULL）; // 普通構(gòu)造函數(shù)

　　String（const String &other）; // 拷貝構(gòu)造函數(shù)

　　~ String（void）; // 析構(gòu)函數(shù)

　　String & operate =（const String &other）; // 賦值函數(shù)

　　private：

　　char *m_data; // 用于保存字符串

　　};

　　======================================================================================================

　　在程序編譯時(shí)，編譯器將程序中出現(xiàn)的內(nèi)聯(lián)函數(shù)的調(diào)用表達(dá)式用內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)體來(lái)進(jìn)行替換。顯然，這種做法不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)去轉(zhuǎn)回的問(wèn)題，但是由于在編譯時(shí)將函數(shù)休中的代碼被替代到程序中，因此會(huì)增加目標(biāo)程序代碼量，進(jìn)而增加空間開銷，而在時(shí)間代銷上不象函數(shù)調(diào)用時(shí)那么大，可見它是以目標(biāo)代碼的增加為代價(jià)來(lái)?yè)Q取時(shí)間的節(jié)省。