内联函数与普通函数在C++中的区别

什么是函数

在C++中，函数是一个独立的程序单元，用于完成特定的功能，可以在程序的任何部分被调用。函数可以接受输入参数和返回输出结果。

下面是一个简单的函数示例：

#include <iostream>

using namespace std;

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int x = 3, y = 4;
    int z = add(x, y);
    cout << "The sum is: " << z << endl;
    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个add()函数，这个函数接受两个整型参数a和b，并返回它们的和。在程序的main()函数中，我们调用了add()函数，并把返回值赋值给了z变量。最后输出了结果。

内联函数和普通函数的区别

在C++中，我们可以使用内联函数和普通函数两种方式来定义函数。它们的区别如下：

1. 编译器处理方式不同

普通函数定义后，在编译时会生成一个函数体的代码，在程序运行时会调用这个函数。而内联函数定义后，在编译时会直接把函数体的代码嵌入到调用处，这样可以避免函数调用的开销，提高程序的执行效率。例如：

// 这是一个普通函数的定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 这是一个内联函数的定义
inline int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

上面的代码中，我们分别定义了一个普通函数和一个内联函数。对于普通函数，在程序运行时，会执行该函数的代码；而对于内联函数，在程序运行时，编译器会直接把该函数的代码嵌入到调用处，以达到优化的目的。

2. 内联函数不能递归调用

由于内联函数的代码会直接嵌入到调用处，所以内联函数不能递归调用自己。否则会出现无限循环的情况，导致程序奔溃。例如：

// 这是一个递归调用的内联函数
inline int fact(int n) {
    if (n == 1) return 1;
    return n * fact(n-1); // 这里会出现无限循环调用的情况
}

3. 内联函数不能有循环语句

由于内联函数的代码会直接嵌入到调用处，所以内联函数不能包含循环语句，否则会导致无限循环的情况。例如：

// 这是一个包含循环语句的内联函数
inline int sum(int n) {
    int s = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        s += i;
    }
    return s;
}

4. 内联函数适用于短小的函数

由于内联函数的代码会直接嵌入到调用处，所以内联函数适用于短小的函数，代码行数少于十行。否则，内联函数的代码会变得非常庞大，甚至会导致代码膨胀的情况。例如：

// 这是一个超长的内联函数
inline int max(int a, int b, int c, int d, int e, int f, int g, int h, int i, int j) {
    return a > b ? (a > c ? (a > d ? (a > e ? (a > f ? (a > g ? (a > h ? (a > i ? (a > j ? a : j) :i) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))))) : (b > c ? (b > d ? (b > e ? (b > f ? (b > g ? (b > h ? (b > i ? (b > j ? b : j) : i) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))))) : (d > e ? (d > f ? (d > g ? (d > h ? (d > i ? (d > j ? d : j) : i) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))))) : (e > f ? (e > g ? (e > h ? (e > i ? (e > j ? e : j) : i) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j)))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ?(f > j ? f : j) : (h > i ? (h > j ? h : j) : (i > j ? i : j))) : (g > h ? (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (e > f ? (e > g ? (e > h ? (e > i ? (e > j ? e : j) : i) : (h > j ? h : j)) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (g > h ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)))) : (c > d ? (c > e ? (c > f ? (c > g ? (c > h ? (c > i ? (c > j ? c : j) : i) : (h > j ? h : j)) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (g > h ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)))) : (e > f ? (e > g ? (e > h ? (e > i ? (e > j ? e : j) : i) : (h > j ? h : j)) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (g > h ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)))) : (d > e ? (d > f ? (d > g ? (d > h ? (d > i ? (d > j ? d : j) : i) : (h > j ? h : j)) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (g > h ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)))) : (e > f ? (e > g ? (e > h ? (e > i ? (e > j ? e : j) : i) : (h > j ? h : j)) : (g > i ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j))) : (f > g ? (f > h ? (f > i ? (f > j ? f : j) : (h > j ? h : j)) : (i > j ? i : j)) : (g > h ? (g > j ? g : j) : (h > j ? h : j)))))))))));
}

这个内联函数非常长，并且嵌套了多个三元运算符。如果将这个内联函数作为普通函数来定义，那么它的代码将会非常庞大，甚至会导致代码膨胀的情况。