面试题：C语言内联函数与宏定义的区别

Question

详细说明C语言内联函数和宏定义在实现机制、参数处理、作用域以及调试便利性等方面有哪些区别，并举例说明在何种情况下应优先选择内联函数而非宏定义。

Answer 1

实现机制

• 内联函数：由编译器处理，在编译阶段将函数体嵌入到调用处，类似宏展开，但会进行语法和类型检查。例如：

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

编译器编译时会将add函数调用处替换为函数体代码。

• 宏定义：由预处理器处理，在预处理阶段进行简单文本替换。例如：

#define ADD(a, b) ((a) + (b))

预处理器会将代码中所有ADD的调用替换为((a) + (b))。

参数处理

• 内联函数：参数有类型，进行严格类型检查。比如add(1, 2)，1和2都是int类型，类型不匹配会报错。
• 宏定义：参数无类型，只是文本替换，可能出现类型不匹配问题。如ADD(1, 2.5)，预处理器不会报错，可能导致运行时错误。

作用域

• 内联函数：遵循普通函数的作用域规则，在定义它的作用域内有效。例如在某个函数内部定义的内联函数，只在该函数内可见。
• 宏定义：从定义处到文件结束有效（可通过#undef提前结束），作用域较大。若在不同文件中有相同宏定义，可能会相互影响。

调试便利性

• 内联函数：调试时可以像普通函数一样设置断点，调试信息准确。
• 宏定义：调试时较困难，因为预处理后宏已展开，调试器看到的是展开后的代码，难以直接定位到宏定义处。

优先选择内联函数的情况

当需要类型安全和更方便调试，并且函数体较小、调用频繁时，优先选择内联函数。例如在一个频繁计算两个整数和的场景：

#include <stdio.h>

inline int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int result = sum(3, 5);
    printf("The sum is: %d\n", result);
    return 0;
}

相比宏定义，内联函数可保证类型安全，调试也更便捷。