撰寫 C 語言函數的關鍵注意事項：參數傳遞與效率考量

函數設計核心原則

4.5.1 參數與通用函數

通用函數 指能在各種情境下使用、可被多位程式設計師重用的函數。設計通用函數時應遵循：

• 避免使用全域變數：函數所需的所有資料應透過參數傳遞（極少數情況下可用 static 區域變數）
• 參數傳遞的好處：提高函數通用性、增強程式碼可讀性、減少副作用導致的錯誤

全域變數會造成隱性耦合，使函數難以獨立測試與重用。參數化讓介面清晰、行為可預測。

4.5.2 效率與內嵌程式碼

函數是 C 語言的基本構建單元，但在極少數「執行速度至關重要」的場合，可考慮用內嵌程式碼（inline code）取代函數調用。

內嵌程式碼較快的兩個原因

1. 省去函數調用的開銷（壓棧、跳轉、返回）
2. 省去參數傳遞的開銷（壓棧參數）

在絕大多數應用中，這些微小開銷可忽略不計。僅當效能分析證實函數調用為瓶頸時，才考慮內嵌。

範例：印出 1 到 10 的平方

函數版本：

int square(int x) { return x * x; }

void main() {
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
        printf("%d ", square(i));
}

內嵌版本：

void main() {
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
        printf("%d ", i * i);
}

內嵌版本執行較快，但犧牲了模組化與可維護性。現代編譯器支援 inline 關鍵字，可由編譯器自動決定是否內嵌，兼顧可讀性與效能。

最佳實務建議

• 優先撰寫清晰、模組化的函數
• 使用 inline 關鍵字提示編譯器（C99 標準）
• 僅在證實的熱點路徑上手動內嵌
• 避免過早最佳化