C語言基礎知識 幾種特殊的函式巨集封裝方式

2021-10-10 10:32:49 字數 3150 閱讀 5554

函式巨集介紹

函式巨集,即包含多條語句的巨集定義,其通常為某一被頻繁呼叫的功能的語句封裝,且不想通過函式方式封裝來降低額外的彈棧壓棧開銷。

函式巨集本質上為巨集,可以直接進行定義,例如:

#define int_swap(a,b) \

int tmp = a; \

a = b; \

b = tmp

但上述的巨集具有乙個明顯的缺點:當遇到 if、while 等語句且不使用花括號僅呼叫巨集時,實際作用範圍在巨集的第乙個分號後便結束。即 a = b 和 b = tmp 均不受控制語句所作用。

因此,在工程中,一般使用三種方式來對函式巨集進行封裝,分別為 {}、dowhile(0) 和({})。下文將一一對三種方式進行分析,比較各自的優劣點。

{} 方式

int_swap 巨集使用 {} 封裝後形態如下:

#define int_swap(a,b)\

此時,直接呼叫與在無花括號的控制語句(如 if、while)中呼叫均能正常執行,例如:

#define int_swap(a,b) \

int main()

但當無花括號的 if 語句存在其他分支(else if、else 等)如:

if (1)

int_swap(var_a, var_b);

else

printf("hello world!\n");

會發現編譯出錯:

...

/mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c: in function 『main』:

/mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c:18:2: error: 『else』 without a previous 『if』

else

這是因為 int_swap(var_a, var_b); 最後的 ; 已經把 if 的作用域終結了,後續的 else 當然沒有找到與之匹配的 if 了。

因此,解決方法有兩種,分別為不使用 ;(port.1)或規定必須使用帶花括號的if(port.2),例如:

/* port.1 */

if (1)

int_swap(var_a, var_b)

else

/* port.2 */

if (1)

else

可見,不使用 ; 的呼叫方式無論從程式閱讀還是使用方法方面都是十分彆扭的;而規定必須使用帶花括號的 if 的呼叫方式有違常理的,因為巨集函式應該適用於任何語法。

優缺點總結:

dowhile(0) 方式

int_swap 巨集使用 dowhile(0) 封裝後形態如下:

#define int_swap(a,b) \

dowhile(0)

dowhile(0) 表示只執行一遍 {} 內的語句,表象來說與 {} 的功能是一致的。不同的是,dowhile(0) 可以提前退出函式巨集、集成為一條語句與強制呼叫時必須使用 ;。

由於 dowhile(0) 實際為 while 迴圈,因此可以使用關鍵字 break 提前結束迴圈。利用該特性,可以為函式巨集新增引數檢測。例如:

#define int_swap(a,b) \

dowhile(0)

由於 dowhile(0); 實際為一種語法,編譯器會把 dowhile(0); 認為為一條語句。

因此,dowhile(0) 方式的函式巨集可以在無花括號且有分支的 if 語句中直接呼叫。例如:

#define int_swap(a,b) \

dowhile(0)

int main()

c 語言規定,dowhile(0) 語法必須使用 ; 作為語句結尾。因此不可能存在以下語句的程式出現:

if (1)

int_swap(var_a, var_b)

else

優缺點總結:

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({}) 方式

({}) 為 gnu c 擴充套件的語法,非 c 語言的原生語法。

int_swap 巨集使用 ({}) 封裝後形態如下:

#define int_swap(a,b) \

()

與 dowhile(0) 相同,({}) 支援在無花括號且有分支的 if 語句中直接呼叫。例如:

#define int_swap(a,b) \

()int main()

與 dowhile(0) 不同的是,({}) 不能提前退出函式巨集與支援返回值。({}) 畢竟不是 while 迴圈,不能直接使用 break退出函式巨集是比較容易理解。那支援返回值是什麼意思呢?

答案是 c 語言規定 ({}) 中的最後一條語句的結果為該雙括號體的返回值。例如:

int main()

);printf("a = %d\n", a); // a = 1000

}

因此,({}) 可以為函式巨集提供返回值。例如:

#define int_swap(a,b) \

( \else \

\ret; \

})int main()

可見,此時的 int_swap 巨集已與函式十分接近。

優缺點總結:

總結

綜上,在 {}、dowhile(0) 和 ({}) 這三種函式巨集的封裝方式之中,應盡可能不使用 {},考慮相容性一般選擇使用 dowhile(0),當需要函式巨集返回時可以考慮使用 ({}) 或直接定義函式。

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