C++内联函数也可以用来代替宏

宏与内联函数的对比与替代指南

在《C语言入门教程》中，我们介绍了可带参数的宏，但宏仅做纯字符串替换，不按值传递，稍有不慎便会踩坑。本节以求平方为例，演示宏的常见陷阱，并说明如何用内联函数优雅地替代宏。

一、宏的基础示例与陷阱

#include <iostream>
using namespace std;
#define SQ(y) y*y
int main() {
    int n, sq;
    cin >> n;
    sq = SQ(n);
    cout << sq << endl;
    return 0;
}

• 输入 9，输出 81，表面上看似正确。

1.1 未加括号导致的错误

当调用 SQ(n+1)：

sq = SQ(n+1);  // 展开为 n+1*n+1

等价于：

sq = n + (1*n) + 1;

若 n＝9，结果为 9 + 9 + 1 = 19，远非预期的 100。

1.2 简单改进：添加括号

将宏改为：

#define SQ(y) (y)*(y)

• SQ(n+1) 展开为 (n+1)*(n+1)，此时 9+1 再平方，得到正确的 100。

1.3 再现新坑：与运算符优先级交互

sq = 200 / SQ(n+1);

展开后：

sq = 200 / (n+1) * (n+1);

相当于：

sq = (200/10)*10 = 200;

结果依旧不对。

1.4 完整防护：双重括号

#define SQ(y) ((y)*(y))

• 200 / SQ(n+1) 变为 200 / ((n+1)*(n+1))，正确结果为 2。

二、用内联函数替代宏

宏的字符串替换易出错，而内联函数则是按值传参、顺序计算，且保留类型检查：

#include <iostream>
using namespace std;
inline int SQ(int y) { return y*y; }
int main() {
    int n, sq;
    cin >> n;
    // SQ(n)
    cout << SQ(n) << endl;        // 81
    // SQ(n+1)
    cout << SQ(n+1) << endl;      // 100
    // 200 / SQ(n+1)
    cout << 200 / SQ(n+1) << endl; // 2
    return 0;
}

• 参数先计算再传入，不会产生宏展开时的运算顺序问题；
• 类型安全，函数参数和返回值有明确类型；
• 调试友好，能在断点中单步查看；
• 链接安全，定义在头文件多次 #include 不会重复符号。

三、内联函数与宏的对比

特性	宏	内联函数
传参方式	字符串替换，不按值计算	先计算实参，再传值
类型检查	无	有
运算顺序	易受上下文影响	确定
调试	预处理后看不见宏调用	可单步调试
可见性	编译前展开	编译期可见，链接期消失

四、总结

• 宏：适合生成简单代码片段或条件编译；对带参数的操作要格外谨慎，加倍括号也难免漏失场景。
• 内联函数：是带参数宏的安全替代，兼具宏的高效展开和函数的类型检查与调试友好性。

在编写现代 C++ 代码时，推荐用 inline 函数替换带参数宏，以提高代码安全性和可维护性。