宏子程序和内联子程序

用预处理器的宏语言（preprocessor macros）编写子程序还需要一些特别的考虑。下面的这些规则和示例适用于在C++中使用预处理器的情形。如果你用的是其他编程语言或预处理器，请对这些规则因地制宜地加以调整。

把宏表达式整个包含在括号内  由于宏和其参数会被最终展开到代码中，因此请多加小心，确保代码是按照你所预期的方式被展开的。下面这个宏中包含了一个常见的错误：

C++示例：一个不能正确展开的宏

#define Cube( a ) a*a*a

如果传给这个宏的a不是不可分割的值，那它就不能正确地进行这一乘法计算了。比如说你写的表达式是Cube(x+1)，那么它会展开成x+1*x+1*x+1，而由于乘法运算符的优先级高于加法运算符，这显然不是你所预期的结果。这个宏的下面这种写法要好一些，但也不完美：

C++示例：仍不能正确展开的宏

#define Cube( a ) (a)*(a)*(a)

这一次要好一些，但还是存在问题。如果在使用Cube()的表达式里含有比乘法运算符优先级更高的运算符，那么(a)*(a)*(a)也会再次失效。为了防止这种情况的发生，你应该给整个表达式加上括号：

C++示例：可以正确展开的宏

#define Cube( a ) ((a)*(a)*(a))

把含有多条语句的宏用大括号括起来  一个宏可以含有多条语句，如果你把它当做一条语句使用就会出错。下面这个例子就是一个会带来麻烦的宏：

 C++示例：一个无法工作的含有多条语句的宏

#define LookupEntry( key, index ) \

index = (key - 10) / 5; \

index = min( index, MAX_INDEX ); \

index = max( index, MIN_INDEX );

...

for ( entryCount = 0; entryCount < numEntries; entryCount++ )

LookupEntry( entryCount, tableIndex[ entryCount ] );

这个宏之所以会带来麻烦，是因为它和常规函数的执行方式是不同的。按照例中所示的形式，在for循环语句中只有宏的第一部分代码被执行：

index = (key - 10) / 5;

要避免这一问题，请把宏用大括号括起来： 

C++语言示例：可以正确工作的含有多条语句的宏

#define LookupEntry( key, index ) { \

index = (key - 10) / 5; \

index = min( index, MAX_INDEX ); \

index = max( index, MIN_INDEX ); \

}

通常认为，用宏来代替函数调用的做法具有风险，而且不易理解——这是一种很糟糕的编程实践——因此，除非必要，否则还是应该避免使用这种技术。

用给子程序命名的方法来给展开后代码形同子程序的宏命名，以便在需要时可以用子程序来替换宏  C++语言中给宏命名的方式是全部使用大写字母。如果能用子程序来代替宏，那在给宏命名的时候就应该采用给子程序命名的规则。这样当你想用子程序代替宏的时候，除了需要修改相关的子程序之外，无需做任何其他改动，反之亦然。

遵循这一建议也会带来一些风险。如果你常常利用到++和--运算符的副作用（side effects）（作为其他语句的一部分），那么当你误把宏当做子程序使用时就会遇上麻烦。考虑到副作用还可能引发其他问题，这也可以成为避免使用副作用的另一个原因。

Limitations on the Use of Macro Routines

宏子程序在使用上的限制

像C++这样的现代编程语言都提供了大量可以取代宏的方案：

■           const可以用于定义常量

■           inline可以用于定义可被编译为内嵌的代码（inline code）的函数

■           template可以用于以类型安全的方式定义各种标准操作，如min、max等

■           enum可以用于定义枚举类型

■           typedef可以用于定义简单的类型替换

正如C++的设计师Bjarne Stroustrup所指出的，“几乎每个宏都表明在编程语言、程序或程序员身上存在问题……当你使用宏的时候，就甭指望调试器、交叉引用工具和剖测 器（profiler）等工具能好好工作。”（Stroustrup 1997）。宏对于支持条件编译——见第8.6节“调试辅助工具”——非常有用，但对于细心的程序员来说，除非万不得已，否则是不会用宏来代替子程序的。

Inline Routines

内联子程序

C++支持inline关键字。inline子程序允许程序员在编写代码时把代码当成子程序，但编译器在编译期间通常会把每一处调用inline子程序的地方都转换为插入内嵌的代码（inline code）。因为避免了子程序调用的开销，因此inline机制可以产生非常高效的代码。

节制使用inline子程序  inline子程序违反了封装原则，因为C++要求程序员把inline子程序的实现代码写在头文件里，从而也就把这些实现细节暴露给了所有使用该头文件的程序员。

inline子程序要求在调用子程序的每个地方都生成该子程序的全部代码，这样无论inline子程序是长是短，都会增加整体代码的长度。这也会带来其自身的问题。

和为追求性能而使用的其他编程技巧一样，为性能原因而使用inline子程序的底线是：剖测（profile）代码并衡量性能上的改进。如果预期获得的性能收益不能说明为“剖测代码以验证性能改进”操心是值得的，那也就没有理由再牺牲代码质量而使用inline子程序了。

Key Points

要点

■           创建子程序最主要的目的是提高程序的可管理性，当然也有其他一些好的理由。其中，节省代码空间只是一个次要原因；提高可读性、可靠性和可修改性等原因都更重要一些。

■           有时候，把一些简单的操作写成独立的子程序也非常有价值。

■           子程序可以按照其内聚性分为很多类，而你应该让大多数子程序具有功能上的内聚性，这是最佳的一种内聚性。

■           子程序的名字是它的质量的指示器。如果名字糟糕但恰如其分，那就说明这个子程序设计得很差劲。如果名字糟糕而且又不准确，那么它就反映不出程序是干什么的。不管怎样，糟糕的名字都意味着程序需要修改。

■           只有在某个子程序的主要目的是返回由其名字所描述的特定结果时，才应该使用函数。

■           细心的程序员会非常谨慎地使用宏，而且只在万不得已时才用。