C中宏中需要括号[重复]

Posted 2023-02-21

【中文标题】C中宏中需要括号[重复]

【英文标题】：The need for parentheses in macros in C [duplicate]

【发布时间】：2012-06-04 22:15:42

【问题描述】：

我尝试在以下代码中使用宏 SQR 的定义：

#define SQR(x) (x*x)
int main()

    int a, b=3;
    a = SQR(b+5);      // Ideally should be replaced with (3+5*5+3), though not sure.
    printf("%d\n",a);
    return 0;

它打印23。如果我将宏定义更改为SQR(x) ((x)*(x))，则输出与预期一致，64。我知道在 C 中调用宏会用宏的定义替换调用，但我仍然无法理解，它是如何计算的 23。

【问题讨论】：

在你未来的职业生涯中。尽量不要依赖宏。或者，如果您必须使用它们，请将它们用于非常小的代码。不是覆盖半页的巨大宏怪物。

@CJohnson：是的，我几乎没有意识到在我的 C/C++ 项目中使用宏的必要性，这是 C 语言中令人困惑的领域之一，即使在做了多年的开发人员/学生之后也是如此.

相关：Can we remove parentheses around arguments in C macros definitions?

相关：When can the parentheses around arguments in macros be omitted?

Nice answer to a duplicate

【参考方案1】：

考虑使用这个宏替换宏：

#define SQR(x) (x*x)

使用b+5 作为参数。自己更换。在您的代码中，SQR(b+5) 将变为：(b+5*b+5) 或 (3+5*3+5)。现在记住您的运算符优先级规则：* 在+ 之前。所以这被评估为：(3+15+5)，或23。

宏的第二个版本：

#define SQR(x) ((x) * (x))

是正确的，因为您使用括号来保护宏参数免受运算符优先级的影响。

This page 解释操作员对 C 的偏好有一个很好的图表。 Here'sC11参考文档的相关部分。

这里要记住的是，您应该养成始终使用括号屏蔽宏中的任何参数的习惯。

【参考方案2】：

只需将宏扩展中的每个参数括在括号中即可。

#define SQR(x) ((x)*(x))

这适用于您传递的任何参数或值。

【讨论】：

没有解释，没有回答问题（如何宏扩展工作），格式错误，没有附加值。因此没有理由存在这个答案。

【参考方案3】：

因为宏只是字符串替换，它发生在完成过程之前。编译器将没有机会看到宏变量及其值。例如：如果一个宏被定义为

#define BAD_SQUARE(x)  x * x 

这样称呼

BAD_SQUARE(2+1) 

编译器会看到这个

2 + 1 * 2 + 1

这可能会导致

的意外结果

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要纠正这种行为，您应该始终用括号括住宏变量，例如

#define GOOD_SQUARE(x)  (x) * (x) 

当这个宏被调用时，例如，像这样

GOOD_SQUARE(2+1)

编译器会看到这个

(2 + 1) * (2 + 1)

这将导致

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另外，这里有一个完整的例子来进一步说明这一点

#include <stdio.h>

#define BAD_SQUARE(x)  x * x 
// In macros alsways srround the variables with parenthesis
#define GOOD_SQUARE(x)  (x) * (x) 

int main(int argc, char const *argv[])

    printf("BAD_SQUARE(2) = : %d \n", BAD_SQUARE(2) ); 
    printf("GOOD_SQUARE(2) = : %d \n", GOOD_SQUARE(2) ); 
    printf("BAD_SQUARE(2+1) = : %d ; because the macro will be \
subsituted as 2 + 1 * 2 + 1 \n", BAD_SQUARE(2+1) ); 
    printf("GOOD_SQUARE(2+1) = : %d ; because the macro will be \
subsituted as (2 + 1) * (2 + 1) \n", GOOD_SQUARE(2+1) ); 

    return 0;

【参考方案4】：

经过预处理，SQR(b+5) 将扩展为(b+5*b+5)。这显然是不正确的。

SQR的定义有两个常见错误：

不要将宏的参数括在宏体中的括号中，因此如果这些参数是表达式，则这些表达式中具有不同优先级的运算符可能会导致问题。这是解决此问题的版本

#define SQR(x) ((x)*(x))

多次评估宏的参数，因此如果这些参数是具有副作用的表达式，则这些副作用可能会被多次使用。例如，考虑SQR(++x) 的结果。

通过使用 GCC typeof 扩展，这个问题可以这样解决

#define SQR(x) ( typeof (x) _x = (x); _x * _x; )

这两个问题都可以通过用内联函数替换宏来解决

   inline int SQR(x)  return x * x; 

这需要 GCC 内联扩展或 C99，请参阅 6.40 An Inline Function is As Fast As a Macro。

【参考方案5】：

预处理器宏在编译代码之前执行文本替换，因此 SQR(b+5) 转换为 (b+5*b+5) = (6b+5) = 6*3+5 = 23

常规函数调用会在将参数 (b+3) 传递给函数之前计算其值，但由于宏是预编译替换，因此运算的代数顺序变得非常重要。

【参考方案6】：

宏只是一个直接的文本替换。预处理后，您的代码如下所示：

int main()

    int a, b=3;
    a = b+5*b+5;
    printf("%d\n",a);
    return 0;

乘法的运算符优先级高于加法，因此在计算a 的值时，它在两次加法之前完成。在宏定义中添加括号可以解决问题：

int main()

    int a, b=3;
    a = (b+5)*(b+5);
    printf("%d\n",a);
    return 0;

括号内的运算在乘法之前进行计算，因此现在首先进行加法，您会得到您所期望的a = 64 结果。

【参考方案7】：

因为(3+5*3+5 == 23)。

而((3+5)*(3+5)) == 64.

最好的方法是不使用宏：

inline int SQR(int x)  return x*x; 

或者干脆写x*x。

【参考方案8】：

宏扩展为

 a = b+5*b+5;

即

 a = b + (5*b) + 5;

所以 23。