在第二天的文章中，我們提到巨集可以定義函數，但為何不用一般的函數宣告就好，還要用巨集定義函數？

使用巨集定義函數的好處

用巨集定義函數的好處是函數會直接在呼叫處展開執行，而不會出現一般函數的堆疊與參數傳遞，有助於提升效能，示意圖如下：

正常函數與用巨集定義函數的比較

透過上圖，我們可以看到若使用左邊的正常函數，則主函數 main() 呼叫 add() 函數時，會離開主函數，去 add() 函數處理當中的內容，這時主要會發生兩件耗效能的事情：

1. 從 main() 跳去執行 add() 函數又跳回 main()。
2. 參數 x = 3 跟 y = 5 要從 main() 傳到 add() 之後，再把運算結果傳回 main()。

相較之下，若使用右邊的巨集，則巨集裡定義的函數在預處理階段就已經展開，就好像是一般在主函數中的運算式，不會有跳來跳去與參數傳遞的額外成本。

內嵌函數 Inline Function

在 C99 之後，C 語言另外推出「內嵌函數（inline function）」，其語法以 inline 開頭，例如：

#include <stdio.h>

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

int main() {
    int x = 3, y = 5;
    int result = add_inline(x, y);
    printf("result = %d\n", result);
    return 0;
}

當中的 add_inline 函數會直接在 main() 函數裡面展開，運作流程與巨集相似：

既然巨集跟內嵌函數都能讓函數直接展開、那為何還要區分這兩者呢？

第四點是說內嵌函數可以自我呼叫、但巨集不行，比較好理解，前三點倒是可以透過一個實際範例說明。

第二天的文章中，我們提到如下程式碼可能產生副作用：

#include <stdio.h>

#define MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) // 使用巨集無型別檢查

int main() {
    int arr[] = {5, 8, 12};
    int *p = arr;
    int b = 10;
    int least;

    least = MIN(*p++, b);

    printf("least = %d\n", least);
    printf("p points to = %d\n", *p);

    return 0;
}

這個 *p++ 會被執行兩次：

1. 比較 *p++ 跟 b 兩者大小，而 (*p++) 代表 arr[1]，其值為是 8，因此 (*p++) < (b) 成立。
2. 執行三元運算式問號右邊的 (a)，而 (a) 是 *p++，因此還最多計算一次 *p++，跑到 arr[2]。

*p++ 在第二步多執行一次的結果導致最終 p 指標指向 arr[2]、而非上一步跟 b 比較大小時使用的 arr[1]，形成副作用。

而若使用內嵌函數：

#include <stdio.h>

inline int min(int a, int b) { // 使用內嵌函數有型別檢查
    return a < b ? a : b;
}

int main() {
    int arr[] = {5, 8, 12};
    int *p = arr;
    int b = 10;
    int least;

    least = min(*p++, b);

    printf("least = %d\n", least);
    printf("p points to = %d\n", *p);

    return 0;
}

在進行 least = min(*p++, b); 時，*p++ 跟 b 都已經先求好其值分別為 8 跟 10 ，才接著進行 min() 運算，所以三元運算式中問號右方的 a 已經是 8、而非 *p++，因此不會多算一次。

內嵌函數的型別檢查與避免副作用的機制，讓我們得以比巨集更容易除錯，因此，除非要定義的函數非常簡單、或者使用 C99 以後版本的 C 語言，建議優先使用內嵌函數。

參考資料

1. 【C++ 筆記】內嵌函數（inline function） - part 20
2. Inline Function in C (GeeksforGeeks)
3. Difference between Inline and Macro in C++ (GeeksforGeeks)