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函数与宏
宏是由预处理器直接替换展开的，编译器不知道宏的存在
函数是由编译器直接编译的实体，调用行为由编译器决定
多次使用宏会导致最终可执行程序的体积增大（嵌入式环境中资源紧张）
函数是跳转执行的，内存中只有一份函数体存在
宏的运行效率比函数高，因为直接展开，无调用开销
函数调用时会创建活动记录，效率不如宏
编程实验：函数与宏
test_1.c
#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[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int array_2[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int len_1 = sizeof(array_1);
int len_2 = sizeof(array_2);
int i = 0;
RESET(array_1, len_1);
for(i=0; i<5; i++)
{
printf(“array_1[%d] = %d\n”, i, array_1[i]);
}
reset(array_2, len_2);
for(i=0; i<5; i++)
{
printf(“array_2[%d] = %d\n”, i, array_2[i]);
}
return 0;
}
输出：
array_1[0] = 0
array_1[1] = 0
array_1[2] = 0
array_1[3] = 0
array_1[4] = 0
array_2[0] = 0
array_2[1] = 0
array_2[2] = 0
array_2[3] = 0
array_2[4] = 0
test_2.c
#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(6, len); // 注意这里！
for(i=0; i<5; i++)
{
printf(“array[%d] = %d\n”, i, array[i]);
}
return 0;
}
编译输出：
无错误，无警告
运行输出：
段错误
test_3.c
#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(6, len); // 注意这里！
for(i=0; i<5; i++)
{
printf(“array[%d] = %d\n”, i, array[i]);
}
return 0;
}
输出：
warning: passing argument 1 of‘reset’makes pointer from integer without a cast
note: expected‘void *’but argument is of type‘int’
宏的效率比函数稍高，但其副作用巨大
宏是文本替换，参数无法进行类型检查（无法在编译时给出安全性提示信息）
可以用函数完成的功能绝不使用宏
宏的定义中不能出现递归定义
实例分析：宏的副作用
#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;
}
输出：【这不是我们所预期的】
11
2
test.i
int main()
{
int i = 1;
int j = 10;
printf(“%d\n”, 1 + 2 * 3 + 4);
printf(“%d\n”, ((i++) < (j) ? (i++) : (j)));
return 0;
}
预处理器直接展开后，导致语义发生巨大变化。
宏的妙用
用于生成一些常规性的代码
封装函数，加上类型信息
实例分析：宏的妙用
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MALLOC(type, x) (type*)malloc(sizeof(type)*x) // 函数封装
#define FREE(p) (free(p), p=NULL) // 函数封装
#define LOG_INT(i) printf(“%s = %d\n”, #i, i) // 函数封装
#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++) // 创建作用域，保证定义的局部变量不与外部产生冲突
#define BEGIN {
#define END } break; }
int main()
{
int* pi = MALLOC(int, 5);
char* str = “D.T.Software”;
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;
}
输出：
str = D.T.Software
pi = 0x9e13008
value = 1
value = 2
value = 3
value = 4
value = 5
pi = (nil)
小结
宏和函数并不是竞争对手
宏能够接受任类型的参数，效率高，易出错
函数的参数必须是固定类型，效率稍低，不易出错
宏可以实现函数不能实现的功能
以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！
