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Define (inline, constexpr)

Properties1
tagsc++, define, inline, constexpr

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Define (inline, constexpr)

이 노트는 전처리기 매크로 #define의 사용법(상수 정의, 함수형 매크로, 조건부 컴파일)과 C++11 이후 이를 대체할 수 있는 inline/constexpr을 정리한다. #define은 간결하지만 타입 안정성이 없고 단순 텍스트 치환이라 부작용이 생길 수 있는 반면, inline은 함수 호출 오버헤드 없이 코드를 삽입하고 constexpr은 컴파일 타임에 값을 평가해 더 안전한 대안이 된다는 점이 핵심이다.

Define ( + inline , constexpr)

Define

define [변수명] (기능)

  • 변수명 : 왠만하면 대문자로 표기 ( ex) define TEST_COUNT 0 )
  • 기능 : 해당 부분은 상수값을 표현한다기 보다는 기능을 랩핑하는쪽에 가까움
    ( ex) define TEST_FUNC std::cout << ” Test 입니다 ”  << std::endl;

1. 상수 정의기

  • const를 사용하듯, 상수를 전처리 단계에서 설정함 ( 매크로를 이용하여 )

define MAX_SIZE 100

2. 함수 형태의 매크로  

  • 함수형태의 매크로를 사용시에 괄호 ( ”()” )를 사용하지 않아도 되나, 안정성을 높이기 위해 사용한다
  • c++11이상의 경우 상수표현은 constexpr , 함수 표현은 inline으로 대체 가능

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

3. 조건적인 매크로

  • define은 전처리기 지시자로, 컴파일 이전에 코드의 특정 부분을 다른 내용으로 대체 (-> 조건적으로 구성 가능)

  • 조건적인 매크로 종류 : ifdef, ifndef ~ endif

    • ifdef MAX 일 경우 , MAX가 매크로로 정의되어있으면 참(#ifdef ~ endif 구간 실행) 아니면  해당 부분 건너뜀
    • ifndef MAX 일경우 , MAX가 매크로로 정의되어있으면 건너뛰고, 아니면 (#ifndef ~ endif) 해당부분 실행
// header.h 파일 내용
 
#ifndef HEADER_H  // 만약 HEADER_H 매크로가 정의되지 않았다면 아래 코드 실행
#define HEADER_H  // HEADER_H 매크로를 정의함 (이를 통해 중복 포함 방지)
 
// 여기에 헤더 파일의 내용을 작성합니다
 
#endif  // ifndef 종료
#define VALUE 100
 
#if VALUE > 50
    // VALUE가 50보다 크면 이 부분의 코드가 컴파일됨
#endif

C++11이후 Define 대체제

  • Constexpr
  • Inline
구분장점단점
Define간결하다가독성이 떨어진다
Define컴파일시 대체된다부작용의 가능성이 있다 (단순한 텍스트 대체로 작동하기 때문에 기능상 오류가 있을 수 있다)
Define조건부 컴파일이 가능하다타입 안정성이 떨어진다 (타입을 따로 체크하지 않기 때문에)
Inline함수호출을 부르지 않고 실행할 수 있다컴파일시 추가되기에, 사용 크기에 따라 메모리 사용에 영향을 미칠 수 있음
Inline함수의 복사본이 호출지점에 삽입되므로, 컴파일러는 최적화를 할 수 있다인라인 함수의 최적화는 컴파일러마다 다르다
Constexpr컴파일 시간에 평가 (런타임 x)상수표현식으로 나타낼수 있어야 사용이 가능
Constexpr상수 표현식 및 상수를 나타내기에 유용일부 복잡한 함수 코드 구현 어려움
Constexpr인자값도 컴파일시 정의가 내려져야 constexpr로 사용될 수 있다 (아닐경우, 일반함수처럼 호출된다)

실습 구현 (+ Define , Inline, Constexpr )

#include <iostream>
using namespace std;
 
#define MAX(a,b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
inline int inline_max(int a, int b) { return (a > b) ? a : b; }
 
constexpr int expr_max(int a, int b) { return (a > b) ? a : b; }
 
int main()
{
	// [ Define ] 
    
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;
 
    int result = MAX(num1, num2);
	std::cout << result << std::endl; // result : 20
 
    
    
    // [ Inline ] 
    
    int result2 = inline_max(num1, num2);
    /*
    max 부분이 { return (a>b) ? a : b; } 로 대체됨
    */
    std::cout << result2 << std::endl;
	
    
    
    
    // [Constexpr]
    
    //int num ~ 으로 작성할경우 런타임에서 인자값이 결정되므로 constexpr로 선언해야한다.
    // constexpr을 선언하면 컴파일 하는 시점에 값이 결정된다.
    constexpr int num3 = 5;
    constexpr int num4 = 10;
	//반환값의 경우 런타임시에 결정되어도 상관없다
    // expr_max(num3, num4) 가 상수처럼 사용된다
    int result3 = expr_max(num3, num4);
 
    std::cout << result3 << std::endl;
 
    
 
    return 0;
}

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