第六章 预处理器

                        
                    



第六章 预处理器

《C陷阱与缺陷》学习笔记posts

 
 
第六章 预处理器
   
   
导读
6.1 不能忽视宏定义中的空格
6.2 宏并不是函数
     
     
6.2.1 括号预防优先级问题
6.2.2 避免参数副作用
6.3 宏并不是语句
宏并不是类型定义
总结


导读

预处理器使得编程者可以简化某些工作，它的重要性可以由两个主要的原因说明。
 
 
第一，有时候我们希望将某个特定数量（如数据表的大小）在程序中出现的所有实例统统加以修改。只要改一个地方，其他所有地方都修改。
第二，C语言函数调用时都会带来巨大的系统开销。因此，我们希望有这样一种程序块，它看上去像一个函数，但却没有函数调用。比如，getchar和putchar经常被实现为宏，
宏的作用非常强大，有时候可以使代码看起来更加容易理解，将数字或符号替换为自己熟悉的命名。



6.1 不能忽视宏定义中的空格

宏也是有参数的，和函数一样。函数有空格无关紧要，但是如果宏定义带了空格意思就不一样了。 
比如
1.#define f (x) ((x) - 1)
可能观察不仔细的人会以为是将f(x)替换成((x) - 1)，这样编译通过不了！所以必须要像下面这样写：
1.#define f(x) ((x) - 1)
这一规则不适用与宏调用，只对宏定义有用。因此，在上面完成宏定义后，f(3)与f (3)求值后都等于2。



6.2 宏并不是函数



6.2.1 括号预防优先级问题

宏严格来说并不是函数，但是很多程序员都喜欢把一些简单的函数定义为宏。比如如下写法：
1.#define abs(x) (((x) >= 0) ? (x) : -(x))
2.#define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
之所以这么多括号是预防引起优先级有关的问题，如果没有括号可能会造成优先级的问题。因为宏不像函数，宏只是起到了一个替换的作用，直接将define的中间替换为后面的表达式。比如
1.#define abs(x) x>0?x:-x
2.abs(a-b);       //
会被展开为 a-b>0?a-b:-a-b，其中的-a-b相当于(-a)-b，而不是想象中的-(a-b)。所以最好用括号括起来。



6.2.2 避免参数副作用

在用到类似的三元运算符宏定义#define max(a,b) a>b ? a : b时，因避免在三元运算符里对数进行改变而产生副作用。比如：
1.biggest = ((biggest) > (x[i++]) > (biggest) : (x[i++]));
在上述表达式中，若i为0，那么biggest会与x[0]先比较，然后因为i++的作用，此时i为1，然后再在后面的赋值中又有i++，此时计算完毕i的值已经为2，而不是预料之中的1。 
所以要确保max中的参数没有副作用。



6.3 宏并不是语句

有些人会认为宏也是语句，如果单独使用也和语句一样，有分号作终止符，其实大错特错！ 
比如assert宏，它的参数是一个表达式，如果该表达式为0，就使程序终止执行并给出一条错误信息。
1.#define assert(e) if(!e) assert_error(_FILE,_LINE_)
2.
3.if(x > 0 && y > 0)
4.    assert(x > y);
5.else
6.    assert(y > x);
上面的式子通过宏替换后就是这样样子:
1.if( x > 0 && y > 0)
2.    if(!(x > y)) assert_error("foo.c",37);
3.else
4.    if(!(y > x)) assert_error("foo.c",39);
请注意之前的if-else结合优先级问题，未匹配的else会与其最近的if结合。将代码适当缩排一下：
1.if( x > 0 && y > 0)
2.    if(!(x > y)) 
3.        assert_error("foo.c",37);
4.    else
5.        if(!(y > x)) 
6.            assert_error("foo.c",39);
可以看到实际流程与我们想象中的有所出入，那么如何解决这个问题？ 
这样定义assert：
1.#define assert(e) ((void)((e))||_assert_error(__FILE__,__LINE__)))
这个定义实际上利用了||运算符对两侧的操作数依次顺序求值的性质。具体的也不是很理解。



宏并不是类型定义

宏的一个常见用途是，使多个不同变量的类型可在一个地方说明：
1.#define FOOTYPE struct foo
2.FOOTYPE a;
3.FOOTYPE b,c;
这样，编程者只需在程序中改动一行代码，即可改变a、b、c的类型，而与a、b、c在程序中的什么地方声明无关。这种用法有一个优点——可移植性。但是我们最好还是使用类型定义：
1.typedef struct foo FOOTYPE;
看起来差不多，但是使用起来就会有很大的差别。例如，如下代码：
1.#define T1 struct foo *
2.typedef struct foo  *T2;
从上面看，T1和T2好像完全一样，都是指向结构foo的指针。但是当我们试图用他们来声明多个变量时，问题就来了。
1.T1 a, b;
2.T2 a, b;
3.//第一个声明被扩展为：
4.struct foo *a, b;
这个语句中a被定义为一个指向结构的指针，而b却被定义为一个结构。第二个声明则不同，它定义的都是指向结构的指针。



总结

宏是一个强大的功能，用好了则事半功倍，否则事倍功半！总结以下几点，写代码的时候要十分注意。
 
 
宏不要随便加空格，因为define后面的两个式子就是相互替换的关系，如果多了一个空格那么就会变成三个式子；
宏不是函数，是直接替换内容，要考虑运算符优先级的问题，必要时应该加上空格防止优先级错误；
宏要避免参数副作用，不要在宏里进行多余的操作，比如++操作；
宏不是语句，不要想当然的当成语句来处理，需要加分号等结束符；
宏不适用于类型定义，多重定义的时候会出现歧义。


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