函数调用的效率

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一、函数、宏、内联函数
1、函数
    调用函数的开销大致可分两个部分：传递参数的开销和保存当前程序上下文信息所花费的开销。对于

传递参数的开销而言，传递的参数越多开销就越大；对于保存当前程序上下文所花费的开销而言，函数越

复杂需要花费的开销就越大。
2、宏
    宏在某种程度上可以代替函数，避免函数调用带来的开销。定义完宏之后，在编译程序时，用替代字

符串代替程序中的宏。
    对于宏而言，虽然避免了函数调用带来的开销，但是增加了内存的开销。因为在每个应用宏的地方宏

都会展开。
    另外，宏易读性比较差，容易出现问题。例如：
#define MAX(a,b) ((a) < (b) ? (b):(a))
void main()
{
        int a = 10;
        int b = 11;
        int c = 0;
        c = MAX(a++,b++);
        cout << c << endl;
        cin >> c;
}
    我们会发现c的结果为12，因为宏展开之后变为：((a++) < (b++) ? (b++) : (a++))并不是我们预想

中的结果。故一般来讲最好不使用宏。
3、内联函数
    内联函数是避免函数调用开销的另一种方法，与宏类似，在程序编译是用内联函数替换函数调用。但

只能运用与C++中，C中无法使用。与宏相比拥有参数类型检查的优点。
    在C++类中，对于设置和读取私有变量的函数设置为内敛函数，有助于提高函数的效率。
内敛函数的实现有两种方式，第一种是在函数定义时使用关键字inline,第二种方式时在函数定义时与函

数体一起定义。
4、递归与迭代
    递归可以使程序显得短小精悍，然而由于函数的多层调用，会严重影响程序的运行效率和内存使用效

率。幸运的是在某种情况下，我们可以使用迭代来代替递归，避免函数调用开销。
例子：
递归版计算n的阶乘
long Factorial(int n)
{
        if(n == 0)
        {
                return 1;
        }
        else
        {
                return Factorial(n-1);
        }
}
迭代版计算n的阶乘
long Factorial(int n)
{
        int fac = 1;
        while(n != 0)
        {
                fac *= n;
                n--;
        }
        return fac;
}
二、函数的参数传递
    函数参数的多少直接影响到函数调用的开销，故编写函数时需要选择恰当的参数传递方式。我们可以

用三种方式来传递函数：按值传递、按引用传递和通过全局变量传递。
    按值传递参数时，需要把所需传递的参数全部复制到堆栈中，当函数访问该参数时相当于访问局部变

量，为直接寻址；按引用传递参数时，复制到堆栈中的时指针所包含的地址，当函数访问该参数时相当于

间接寻址，增加了访问参数的时间。通过全局变量传递数据，避免了函数调用的开销，拥有较高的效率，

但会影响程序的可维护性，故非在非常明确的情况下，慎用全局变量。
    当需要通过函数修改参数值时，通过引用传递参数或通过全局变量是不二的选择。
    当无需通过函数修改参数值时，对于较小的参数（占用字节少）采用按值传递较之按引用传递较好，

对于占用较多字节的参数（结构体、类等）时，采用按引用传递的方式有助于减少函数参数传递的开销。
三、类对象的高效初始化
1、类对象初始化
    构造一个对象类并设置其私有数据成员，通常有两种方法，第一种是首先通过无参构造函数创建类对

象，再通过私有数据设置函数设置成员数据的值；第二种是通过带有参数的构造函数，同时创建类对象并

设置私有数据成员的值。较第一种方法而言，第二种方式显然拥有更高的效率，因为，调用私有数据成员

设置函数同样需要花费函数调用的开销。故当我们能够一次性完成创建与初始化时，最好采用第二种方案

。
低效类对象初始化：
People peo;
peo.SetName("John");
peo.SetAge(23);
peo.SetSex("man");
高效类对象初始化：
People peo("John", 23, "man");
2、基类初始化
    当创建类对象时，若该类存在基类，则先调用基类的构造函数，在不采用基类初始化方式的情况下，

系统调用基类的默认构造函数（无参构造函数）。此时若需设置基类的私有数据成员，必须调用基类的私

有成员设置函数，从而增加函数调用的开销。故在能够同时提供基类私有数据成员的情况下，尽量采用基

类初始化的方式初始化基类。
低效基类初始化：
Student::Student(string myName, int myAge, int mySex, int myGrade)
{
        SetName(myName);
        SetAge(myAge);
        SetSex(mySex);
        grade = myGrade;
}
高效基类初始化：
Student::Student(string myName, int myAge, int mySex, int myGrade):
People(myName, myAge, mySex, myGrade)
{
        this->grade = myGrade;
}