C语言深入分析函数与宏的使用

目录

• 一、函数与宏
• 二、宏的妙用
• 三、小结

一、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
• 函数是跳转执行的，内存中只有一份函数体存在
• 宏的效率比函数要高，因为是直接展开，无调用开销
• 函数调用时会创建活动记录，效率不如宏

下面看一个函数与宏的示例，先看这个程序：

#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;
}

输出结果如下：

但是如果我们这么写，RESET(6, len); 程序直接出现段错误，都没有给出警告：

而我们使用函数 reset(6, len); 时，则会出现警告：

所以说能用函数实现的功能就尽可能的不使用宏。

• 宏的效率比函数稍高，但是其副作用巨大
• 宏是文本替换，参数无法进行类型检查
• 可以用函数完成的功能绝对不用宏
• 宏的定义中不能出现递归定义

下面看一个宏的副作用的代码：

#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;
}

输出结果如下：

按理说输出结果应该是 21 和 1 ，为什么是 11 和 2 呢？下面进行单步调试，输入  gcc -E test.c -o test.i ，得到 test.i 文件，部分结果如下：

这样就能解释了。

二、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

下面看一个宏的妙用的示例：

#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;
}

输出结果如下：

输入  gcc -E test.c -o test.i ，看看中间文件 test.i，就能理解这段宏的巧妙之处。

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、小结

• 宏和函数并不是竞争对手
• 宏能够接受任何类型的参数，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

到此这篇关于C语言深入分析函数与宏的使用的文章就介绍到这了,更多相关C语言 函数与宏内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！