第46课 函数与宏分析

Posted 2020-07-04

1. 函数与宏

（1）宏是由预处理直接替换展开的，编译器不知道宏的存在

（2）函数是由编译器直接编译的实体，调用行为由编译器决定

（3）多次使用宏会导致最终可执行程序的体积增大

（4）函数是跳转执行的，内存中只有一份函数体存在

（5）宏的效率比函数要高，因为是直接展开，无调用开销

（6）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

#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;

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d\n",i, array[i]);
    }
    
    RESET(array, len);
    //reset(array, len);

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d\n",i, array[i]);
    }

    return 0;
}

2. 宏的局限

（1）宏的效率比函数稍高，但是其副作用巨大

（2）宏是文本替换，参数无法进行类型检查

（3）可以用函数完成的功能，绝对不用宏

（4）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;

    //本意要计算3 * 7
    printf("%d\n", _MUL_(_ADD_(1, 2), _ADD_(3, 4)));//1 + 2 * 3 + 4  ==>11
    
    //本意要求min(1,10)
    printf("%d\n", _MIN_(i++, j)); //(i++)<(j) ? (i++):(b) //输出2

    return 0;
}

3. 宏的妙用

（1）用于生成一些常规性的代码

（2）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)
#define FREE(p)          (free(p),p = NULL)

//输出格式：变量名 = 变量的值
#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)

//ForEach函数
#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);//己定义好MALLOC的返回类型，无须再强制转换
    char* str = "Hello World!";

    LOG_STRING(str); //打印变量名及变量的值

    LOG_POINTER(pi);

    //k在宏内会被定义，其作用域在很小，此处无须再定义
    FOREACH(k, 5)
    BEGIN
        pi[k] = k + 1;
    END

    //k在宏内会被定义，此处无须再定义
    FOREACH(k, 5)
    BEGIN
        int value = pi[k];
        LOG_INT(value);    
    END

    FREE(pi);

    LOG_POINTER(pi);

    return 0;
}

4. 小结

（1）宏和函数并不是竞争关系

（2）宏能够接受任何类型的参数，效率高，易出错

（3）函数的参数必须是固定类型，效率稍低，不易出错

（4）宏可以实现函数不能实现的功能