c語(yǔ)言宏定義用法規(guī)則

本期話題

今天聊一道C語(yǔ)言關(guān)于宏定義的筆試題：“寫(xiě)一個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)"宏MIN ，這個(gè)宏輸入兩個(gè)參數(shù)并返回較小的一個(gè)。”

聊一聊

這道題考察的是 C 語(yǔ)言宏定義的知識(shí)。我們很容易會(huì)想到下邊的答案：

#define MIN(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) 宏定義會(huì)在編譯的時(shí)候進(jìn)行替換展開(kāi)。最好將宏中的參數(shù)用括號(hào)括起來(lái)。這樣就避免了當(dāng)一個(gè)表達(dá)式同時(shí)含有宏定義和其他高優(yōu)先級(jí)運(yùn)算符時(shí)，破壞整個(gè)表達(dá)式的運(yùn)算順序 。 上邊的答案解決了一些問(wèn)題，但是會(huì)不會(huì)存在其他漏洞呢？如果我們用這個(gè)宏進(jìn)行比較

least = MIN(i++, j++);

替換之后

least = ((i++) < (j++) ? (i++) : (j++)); 無(wú)論 i 或者 j 誰(shuí)小，都會(huì)做兩次自增運(yùn)算。導(dǎo)致出現(xiàn) i 和 j 完成比較后出現(xiàn)錯(cuò)誤。 如何消除這種參數(shù)變化引起的副作用呢？答案是，用語(yǔ)句表達(dá)式來(lái)定義這個(gè)宏。

注意，語(yǔ)句表達(dá)式是 GNU C 對(duì) C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，允許在一個(gè)表達(dá)式里內(nèi)嵌語(yǔ)句。 語(yǔ)句表達(dá)式最外面使用小括號(hào)()括起來(lái)，里面一對(duì)大括號(hào) {} 包起來(lái)的是代碼塊，代碼塊里允許內(nèi)嵌各種語(yǔ)句。 在語(yǔ)句表達(dá)式中用兩個(gè)臨時(shí)變量暫時(shí)存儲(chǔ)這兩個(gè)參數(shù)。

#define MIN_t(x, y) ({ ??
??????int _x = x; ? ? ? ? ?
? int _y = y; ? ? ? ? ? ? _x < _y ? _x : _y; ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? }) 在語(yǔ)句表達(dá)式中，定義了兩個(gè)局部變量 _x、_y 來(lái)存儲(chǔ)宏參數(shù) x 和 y 的值，然后用 ?_x、_y 比較大小。這樣就避免了兩次自增運(yùn)算引起的問(wèn)題。 然而，上邊的宏定義中，也存在不足，你知道是什么嗎？ 那就是，臨時(shí)變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型為 int 型。也就是說(shuō)，這個(gè)宏定義只能比較兩個(gè)整型數(shù)據(jù)。 如何完善這個(gè)宏定義，使其能夠支持任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)比較大小呢？ 當(dāng)然，我們可以這樣寫(xiě)

#define MIN_t(type, x, y) ({ ???????
?type _x = x; ? ? ?
? ? ? ? type _y = y; ? ? ?
? ? ? ? _x < _y ? _x : _y; ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? }) 但是，這個(gè)宏就有三個(gè)參數(shù)了，每次比較數(shù)據(jù)大小，還需要將參數(shù)類(lèi)型 type 傳進(jìn)去。 別著急，肯定有辦法彌補(bǔ)這個(gè)不足。也就是，想辦法獲取比較數(shù)據(jù)的類(lèi)型。 對(duì)于 GNU C 來(lái)說(shuō)，沒(méi)問(wèn)題。因?yàn)樗鼣U(kuò)展了一個(gè)關(guān)鍵字 typeof，可以獲取數(shù)據(jù)類(lèi)型。對(duì)于其他版本的 C 語(yǔ)言，需要查看手冊(cè)進(jìn)行考證，在此不展開(kāi)介紹。 最終的優(yōu)化結(jié)果如下

#define MIN(x,y) { ????
????typeof(x) _x = (x); ? ? ? ?
? typeof(y) _y = (y); ? ?
? ? ? (void)(&_x = &_y); ? ? ?
? ? _x < _y ? _x : _y;? ? ? ? ? ? ?
? ? ? }) 這個(gè)答案比較完美了。 其中 （void）（&x==&y） ?是用于檢查 x 和 y 的類(lèi)型是否相同。它有兩個(gè)作用：

一是用來(lái)給用戶(hù)提示一個(gè)警告。對(duì)于不同類(lèi)型的指針比較，編譯器會(huì)發(fā)出一個(gè)警告，提示兩種數(shù)據(jù)的類(lèi)型不同。

二是兩個(gè)數(shù)進(jìn)行比較運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果卻沒(méi)有用到，有些編譯器可能會(huì)給出一個(gè) warning，加一個(gè)（void）后，就可以消除這個(gè)警告。

好了，到這，整個(gè)宏定義面試題的各種解法就分析完畢了。看完之后，是否有所收獲呢？ 感謝閱讀，加油~

編輯：黃飛

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