函数宏的优缺点

来源:互联网 发布:汽车电脑检测软件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 00:08

         老的C语言程序员中有一种倾向,就是把很短的执行频繁的计算写成宏,而不是定义为函数。完成I / O的g e t c h a r,做字符测试的i s d i g i t都是得到官方认可的例子。人们这样做最根本的理由就是执行效率:宏可以避免函数调用的开销。实际上,即使是在C语言刚诞生时(那时的机器非常慢,函数调用的开销也特别大),这个论据也是很脆弱的,到今天它就更无足轻重了。有了新型的机器和编译程序,函数宏的缺点就远远超过它能带来的好处。

  避免函数宏。在C++ 里,在线函数更削减了函数宏的用武之地,在J a v a里根本就没有宏这种东西。即使是在C语言里,它们带来的麻烦也比解决的问题更多。

  函数宏最常见的一个严重问题是:如果一个参数在定义中出现多次,它就可能被多次求值。如果调用时的实际参数带有副作用,结果就会产生一个难以捉摸的错误。下面的代码段来自某个,其意图是实现一种字符测试:

    #define isupper(c) ((C) >=’A’ && (C) <=’Z’)

  请注意,参数c在宏的体里出现了两次。如果i s u p p e r在下面的上下文中调用:While (isupper(C=getchar()))

  那么,每当遇到一个大于等于A的字符,程序就会将它丢掉,而下一个字符将被读入并去与Z做比较。C语言标准是仔细写出的,它允许将i s u p p e r及类似函数定义为宏,但要求保证它们的参数只求值一次。因此,上面的实现是错误的。

  直接使用c t y p e提供的函数总比自己实现它们更好。如果希望更安全些,那么就一定不要嵌套地使用像g e t c h a r这种带有副作用的函数。我们重写上面的测试,把一个表达式改成两个,这里还为捕捉文件结束留下机会:

  While ((C = getchar()) != EOF && isupper(C))

  有时多次求值带来的是执行效率问题,而不是真正的错误。考虑下面这个例子:

   #define ROUND_TO_INT(x) ((int) ((X) +(((X)>0)?0.5:- 0.5)))

  Size= ROUND_TO_INT(sqrt(dx*dx+dy*dy))

  这种写法使平方根函数的计算次数比实际需要多了一倍。甚至对于很简单的实际参数,像R O U N D T O I N T体这样的复杂表达式也会转换成许多指令。这里确实应该把它改成一个函数,在需要时调用。宏将在它每次被调用的地方进行实例化,结果会导致被编译的程序变大( C + +的在线函数也存在这个缺点)。

  给宏的体和参数都加上括号。如果你真的要使用函数宏,那么请特别小心。宏是通过文本替换方式实现的:定义体里的参数被调用的实际参数替换,得到的结果再作为文本去替换原来的调用段。这种做法与函数不同,常给人带来一些麻烦。假如square是个函数,表达式:

  1/ square(x)

  的工作将很正常。而如果它的定义如下:

  #define square(x) (x)*(x)

  上面表达式将被展开成一个错误的内容:

  1/(x)*(x)

  这个宏应该定义为:

   #define square(X) ((x)*(x))

  这里所有的括号都是必需的。即使是在宏定义里完全加上括号,也不可能解决前面所说的多次求值问题。所以,如果一个操作比较复杂,或者它很具一般性,值得包装起来,那么还是应该使用函数。

  C++ 提供的在线函数既避免了语法方面的麻烦,而且又可得到宏能够提供的执行效率,很适合用来定义那些设置或者提取一个值的短小函数。

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