1 内联函数与宏定义

C++ 语言支持函数内联，其目的是为了提高函数的执行效率（速度）。
在C程序中，可以用宏代码提高执行效率。宏代码本身不是函数，但使用起来象函数。预处理器用复制宏代码的方式代替函数调用，省去了参数压栈、生成汇编语言的CALL调用、返回参数、执行return等过程，从而提高了速度。使用宏代码最大的缺点是容易出错，预处理器在复制宏代码时常常产生意想不到的边际效应。
　　在C中，常用预处理语句#define来代替一个函数定义。例如：

#define MAX(a，b) ((a)>(b)?(a):(b))

该语句使得程序中每个出现MAX(a,b)函数调用的地方都被宏定义中后面的表达式((a)>(b)?(a):(b))所替换。

宏定义语句的书写格式有过分的讲究， MAX与括号之间不能有空格，所有的参数都要放在括号里。

result = MAX(i, j) + 2 ; 
//将被预处理器解释为 
//result = (i) > (j) ? (i) : (j) + 2 ; 
//由于运算符‘+’比运算符‘:’的优先级高，所以上述语句并不等价于期望的 
//result = ( (i) > (j) ? (i) : (j) ) + 2 ; 

如果把宏代码改写为

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

则可以解决由优先级引起的错误。但是即使使用修改后的宏代码也不是万无一失的，例如语句

result = MAX(i++, j); 
//将被预处理器解释为 
//result = (i++) > (j) ? (i++) : (j); 

如果是普通函数，则MAX(a,"HellO")会受到函数调用的检查，但此处不会因为两个参数类型不同而被编译拒之门外。
对于C++ 而言，使用宏代码还有另一种缺点：无法操作类的私有数据成员。
幸运的是，通过一个内联函数可以得到所有宏的替换效能和 所有可预见的状态以及常规函数的类型检查：

inline int MAX(int a，int b) {
　return a>b?a:b；
}

内联函数被编译器自动的用函数的形势添加进代码，而不会出现这种情况。内联函数的使用提高了效率（省去了很多函数调用汇编代码如：call和ret等）。

2 内联函数工作原理

对于任何内联函数，编译器在符号表里放入函数的声明（包括名字、参数类型、返回值类型）。如果编译器没有发现内联函数存在错误，那么该函数的代码也被放入符号表里。在调用一个内联函数时，编译器首先检查调用是否正确（进行类型安全检查，或者进行自动类型转换，当然对所有的函数都一样）。如果正确，内联函数的代码就会直接替换函数调用，于是省去了函数调用的开销。这个过程与预处理有显著的不同，因为预处理器不能进行类型安全检查，或者进行自动类型转换。假如内联函数是成员函数，对象的地址（this）会被放在合适的地方，这也是预处理器办不到的。
C++ 语言的函数内联机制既具备宏代码的效率，又增加了安全性，而且可以自由操作类的数据成员。所以在C++ 程序中，应该用内联函数取代所有宏代码，“断言assert”恐怕是唯一的例外。assert是仅在Debug版本起作用的宏，它用于检查“不应该”发生的情况。为了不在程序的Debug版本和Release版本引起差别，assert不应该产生任何副作用。如果assert是函数，由于函数调用会引起内存、代码的变动，那么将导致Debug版本与Release版本存在差异。所以assert不是函数，而是宏。（参见6.5节“使用断言”）

3.内联函数的使用：

关键字inline必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline放在函数声明前面不起任何作用。如下风格的函数Foo不能成为内联函数：

inline void Foo(int x, int y);  // inline仅与函数声明放在一起 
void Foo(int x, int y)  { 
… 
} 

而如下风格的函数Foo则成为内联函数：

void Foo(int x, int y);  
// inline与函数定义体放在一起
inline void Foo(int x, int y)  { 
… 
} 

所以说，inline是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。一般地，用户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline关键字，但我认为inline不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能，但是体现了高质量C++/C程序设计风格的一个基本原则：声明与定义不可混为一谈，用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。
定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数，例如

class A  { 
public: 
void Foo(int x, int y) { … }  // 自动地成为内联函数 
} 

将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便，但不是一种良好的编程风格，上例应该改成：
// 头文件

class A { 
  public: 
  void Foo(int x, int y)；  
} 
// 定义文件 
inline void A::Foo(int x, int y) { 
… 
}

使用static和extern
如果一个函数既是inline又是static，如果所有对函数的调用都能被展开在调用者里面，并且这个函数的地址从来没有被使用过，那么这种 情况下不存在对这个函数本身汇编代码的引用。这时，GNU CC实际上并不输出这个函数的汇编代码，除非加选项“-fkeep-inline-functions”。存在一些由于各种原因不能被展开的调用（比如， 在函数声明前的调用不能被展开，定义中的递归调用同样也不行）。如果存在未展开的函数调用，那么这个函数象通常一样被编译生成汇编代码。如果这个函数被通 过地址引用，那么这个函数也必须象一般函数那样被编译生成，因为那样的引用不能够被展开(inlined)。
当一个inline函数不是 static时，那么编译器必须假设其他源程序中可能存在调用，因为一个全局符号只能被定义一次，所以这个函数在其他源程序中不能被定义，于是那里的调用 不能够被展开。因此，一个非static的inline函数总是同普通函数一样被编译生成。
如果函数声明中同时使用了inline和extern，那么这个定义只被用来inline展开。这个函数体的汇编代码从来都不会被编译生成，即使你显示引用了它的地址，显示引用的地址变成一个外部引用，就像你仅仅声明了这个函数，而没有定义它一样。
inline 和extern的结合几乎达到一个宏定义的效果。使用它的方法是在头文件中使用这些关键字写出函数定义，同时在库文件中放入另一份函数体定义的拷贝（没有 inline和extern）。在头文件中的定义将会使大部分对函数的调用被inline展开。如果存在对这个函数的使用，它们将会引用库中的单一拷贝。

4 总结：

慎用内联

内联能提高函数的执行效率，为什么不把所有的函数都定义成内联函数？
如果所有的函数都是内联函数，还用得着“内联”这个关键字吗？
内联是以代码膨胀（复制）为代价，仅仅省去了函数调用的开销，从而提高函数的执行效率。如果执行函数体内代码的时间，相比于函数调用的开销较大，那么效率的收获会很少。另一方面，每一处内联函数的调用都要复制代码，将使程序的总代码量增大，消耗更多的内存空间。以下情况不宜使用内联：
（1）如果函数体内的代码比较长，使用内联将导致内存消耗代价较高。
（2）如果函数体内出现循环，那么执行函数体内代码的时间要比函数调用的开销大。
类的构造函数和析构函数容易让人误解成使用内联更有效。要当心构造函数和析构函数可能会隐藏一些行为，如“偷偷地”执行了基类或成员对象的构造函数和析构函数。所以不要随便地将构造函数和析构函数的定义体放在类声明中。
一个好的编译器将会根据函数的定义体，自动地取消不值得的内联（这进一步说明了inline不应该出现在函数的声明中）。

将简单短小的函数定义为内联函数，并加上static修饰，将会提高效率。iOS开发中可以直接使用NS_INLINE宏定义，编译器将保留是否需要将函数作为内敛函数的权利。