【C】46.函数与宏分析

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
• 宏的效率比函数高，因为是直接展开，无调用开销
• 函数调用时会创建活动纪录，效率不如宏

#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);
	//RESET(6, len);     // 错误无法检查
	reset(array, len);
	reset(6, len);       // 编译器会报错
	
    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d\n", i, array[i]);
    }
    
    return 0;
}

• 宏的效率比函数高，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

#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;
}

预处理器之后

int main()
{
    int i = 1;
    int j = 10;

    printf("%d\n", 1 + 2 * 3 + 4);   // 改变原理
    printf("%d\n", ((i++) < (j) ? (i++) : (j)));

    return 0;
}

可以发现宏展开违背了程序的本意

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

#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; } 

小结

• 宏和函数并不是竞争对手
• 宏能够接受任意类型的参数，效率高，易出错
• 函数的类型必需是固定类型（C++模板技术不是这样的）效率低，不易出错
• 宏可以实现函数不能实现的功能