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C語言深入分析函數與宏的使用_C 語言

作者：清風自在?流水潺潺 ? 更新時間： 2022-06-16 編程語言

一、函數與宏

  • 宏是由預處理器直接替換展開的，編譯器不知道宏的存在
  • 函數是由編譯器直接編譯的實體，調用行為由編譯器決定
  • 多次使用宏會導致最終可執行程序的體積增大
  • 函數是跳轉執行的，內存中只有一份函數體存在
  • 宏的效率比函數要高，因為是直接展開，無調用開銷
  • 函數調用時會創建活動記錄，效率不如宏

下面看一個函數與宏的示例，先看這個程序：

#include <stdio.h>
 
#define RESET(p, len)          \
    while( len > 0 )           \
        ((char*)p)[--len] = 0
 
void reset(void* p, int len)
{
    while( len > 0 ) 
        ((char*)p)[--len] = 0;
}
 
int main()
{
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int len = sizeof(array);
    int i = 0;
    
    RESET(array, len);
    
    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d\n", i, array[i]);
    }
    
    return 0;
}

輸出結果如下：

但是如果我們這么寫，RESET(6, len); 程序直接出現段錯誤，都沒有給出警告：

而我們使用函數?reset(6, len); 時，則會出現警告：

所以說能用函數實現的功能就盡可能的不使用宏。?

  • 宏的效率比函數稍高，但是其副作用巨大
  • 宏是文本替換，參數無法進行類型檢查
  • 可以用函數完成的功能絕對不用宏
  • 宏的定義中不能出現遞歸定義?

下面看一個宏的副作用的代碼：

#include <stdio.h>
 
#define _ADD_(a, b) a + b
#define _MUL_(a, b) a * b
#define _MIN_(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 
int main()
{
    int i = 1;
    int j = 10;
    
    printf("%d\n", _MUL_(_ADD_(1, 2), _ADD_(3, 4)));
    printf("%d\n", _MIN_(i++, j));
    
    return 0;
}

輸出結果如下：

按理說輸出結果應該是 21 和 1 ，為什么是 11 和 2 呢？下面進行單步調試，輸入??gcc -E test.c -o test.i?，得到 test.i 文件，部分結果如下：

這樣就能解釋了。

二、宏的妙用

  • 用于生成一些常規性的代碼
  • 封裝函數，加上類型信息

下面看一個宏的妙用的示例：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
#define MALLOC(type, x)   (type*)malloc(sizeof(type)*x)
#define FREE(p)           (free(p), p=NULL)
 
#define LOG_INT(i)        printf("%s = %d\n", #i, i)
#define LOG_CHAR(c)       printf("%s = %c\n", #c, c)
#define LOG_FLOAT(f)      printf("%s = %f\n", #f, f)
#define LOG_POINTER(p)    printf("%s = %p\n", #p, p)
#define LOG_STRING(s)     printf("%s = %s\n", #s, s)
 
#define FOREACH(i, n)     while(1) { int i = 0, l = n; for(i=0; i < l; i++)
#define BEGIN             {
#define END               } break; } 
 
int main()
{
    int* pi = MALLOC(int, 5);
    char* str = "AutumnZe";
    
    LOG_STRING(str);
    
    LOG_POINTER(pi);
    
    FOREACH(k, 5)
    BEGIN
        pi[k] = k + 1;
    END
    
    FOREACH(n, 5)
    BEGIN
        int value = pi[n];
        LOG_INT(value);
    END
    
    FREE(pi);
    
    LOG_POINTER(pi);
    
    return 0;
}

輸出結果如下：

輸入??gcc -E test.c -o test.i?，看看中間文件 test.i，就能理解這段宏的巧妙之處。

int main()
{
    int* pi = (int*)malloc(sizeof(int)*5);
    char* str = "AutumnZe";
 
    printf("%s = %s\n", "str", str);
 
    printf("%s = %p\n", "pi", pi);
 
    while(1) { int k = 0, l = 5; for(k=0; k < l; k++)
    {
        pi[k] = k + 1;
    } break; }
 
    while(1) { int n = 0, l = 5; for(n=0; n < l; n++)
    {
        int value = pi[n];
        printf("%s = %d\n", "value", value);
    } break; }
 
    (free(pi), pi=((void *)0));
 
    printf("%s = %p\n", "pi", pi);
 
    return 0;
}

三、小結

  • 宏和函數并不是競爭對手
  • 宏能夠接受任何類型的參數，效率高，易出錯
  • 函數的參數必須是固定類型，效率稍低，不易出錯
  • 宏可以實現函數不能實現的功能

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_43129713/article/details/124164305

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