幾種特殊的函數(shù)宏封裝方式介紹

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函數(shù)宏介紹函數(shù)宏，即包含多條語句的宏定義，其通常為某一被頻繁調(diào)用的功能的語句封裝，且不想通過函數(shù)方式封裝來降低額外的彈棧壓棧開銷。 函數(shù)宏本質(zhì)上為宏，可以直接進(jìn)行定義，例如：

#defineINT_SWAP(a,b) inttmp=a; a=b; b=tmp但上述的宏具有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)：當(dāng)遇到 if、while 等語句且不使用花括號(hào)僅調(diào)用宏時(shí)，實(shí)際作用范圍在宏的第一個(gè)分號(hào)后便結(jié)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(duì)函數(shù)宏進(jìn)行封裝，分別為 {}、do{...}while(0) 和 ({})。下文將一一對(duì)三種方式進(jìn)行分析，比較各自的優(yōu)劣點(diǎn)。

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{} 方式

INT_SWAP 宏使用 {} 封裝后形態(tài)如下：

#defineINT_SWAP(a,b) { inttmp=a; a=b; b=tmp; }

此時(shí)，直接調(diào)用與在無花括號(hào)的控制語句（如 if、while）中調(diào)用均能正常運(yùn)行，例如：

#defineINT_SWAP(a,b) { inttmp=a; a=b; b=tmp; } intmain() { intvar_a=1; intvar_b=2; INT_SWAP(var_a,var_b); printf("var_a=%d,var_b=%d ",var_a,var_b);//var_a=2,var_b=1 if(1) INT_SWAP(var_a,var_b); printf("var_a=%d,var_b=%d ",var_a,var_b);//var_a=1,var_b=2 }

但當(dāng)無花括號(hào)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("helloworld! ");

會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯出錯(cuò)：

... /mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c:Infunction‘main’: /mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c2:error:‘else’withoutaprevious‘if’ else這是因?yàn)?INT_SWAP(var_a, var_b); 最后的 ; 已經(jīng)把 if 的作用域終結(jié)了，后續(xù)的 else 當(dāng)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(guī)定必須使用帶花括號(hào)的 if（port.2），例如：/*port.1*/ if(1) INT_SWAP(var_a,var_b) else { printf("helloworld! "); } /*port.2*/ if(1) { INT_SWAP(var_a,var_b); } else { printf("helloworld! "); }

可見，不使用 ; 的調(diào)用方式無論從程序閱讀還是使用方法方面都是十分別扭的；而規(guī)定必須使用帶花括號(hào)的 if 的調(diào)用方式有違常理的，因?yàn)楹旰瘮?shù)應(yīng)該適用于任何語法。

優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)：

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單粗暴。

缺點(diǎn)：不能在無花括號(hào)且有分支的 if 語句中直接調(diào)用；能夠不帶 ; 直接調(diào)用。

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do{...}while(0) 方式

INT_SWAP 宏使用 do{...}while(0) 封裝后形態(tài)如下：

#defineINT_SWAP(a,b) do{ inttmp=a; a=b; b=tmp; }while(0)

do{...}while(0) 表示只執(zhí)行一遍 {} 內(nèi)的語句，表象來說與 {} 的功能是一致的。不同的是，do{...}while(0) 可以提前退出函數(shù)宏、整合為一條語句與強(qiáng)制調(diào)用時(shí)必須使用 ;。

由于 do{...}while(0) 實(shí)際為 while 循環(huán)，因此可以使用關(guān)鍵字 break 提前結(jié)束循環(huán)。利用該特性，可以為函數(shù)宏添加參數(shù)檢測(cè)。例如：

#defineINT_SWAP(a,b) do{ if(a

由于 do{...}while(0); 實(shí)際為一種語法，編譯器會(huì)把 do{...}while(0); 認(rèn)為為一條語句。

因此，do{...}while(0) 方式的函數(shù)宏可以在無花括號(hào)且有分支的 if 語句中直接調(diào)用。例如：

#defineINT_SWAP(a,b) do{ if(a

C 語言規(guī)定，do{...}while(0) 語法必須使用 ; 作為語句結(jié)尾。因此不可能存在以下語句的程序出現(xiàn)：

if(1) INT_SWAP(var_a,var_b) else { printf("helloworld! "); }

優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)：

優(yōu)點(diǎn)：支持在無花括號(hào)且有分支的 if 語句中直接調(diào)用；支持提前退出函數(shù)宏；強(qiáng)制調(diào)用時(shí)必須使用 ;。

缺點(diǎn)：無返回值，不能作為表達(dá)式的右值使用。

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({}) 方式

({}) 為 GNU C 擴(kuò)展的語法，非 C 語言的原生語法。

INT_SWAP 宏使用 ({}) 封裝后形態(tài)如下：

#defineINT_SWAP(a,b) ({ inttmp=a; a=b; b=tmp; })

與 do{...}while(0) 相同，({}) 支持在無花括號(hào)且有分支的 if 語句中直接調(diào)用。例如：

#defineINT_SWAP(a,b) ({ inttmp=a; a=b; b=tmp; }) intmain() { intvar_a=1; intvar_b=2; if(1) INT_SWAP(var_a,var_b); else printf("helloworld! "); printf("var_a=%d,var_b=%d ",var_a,var_b);//var_a=2,var_b=1 return0; }

與 do{...}while(0) 不同的是，({}) 不能提前退出函數(shù)宏與支持返回值。({}) 畢竟不是 while 循環(huán)，不能直接使用 break退出函數(shù)宏是比較容易理解。那支持返回值是什么意思呢？

答案是 C 語言規(guī)定 ({}) 中的最后一條語句的結(jié)果為該雙括號(hào)體的返回值。例如：

intmain() { inta=({ 10; 1000; }); printf("a=%d ",a);//a=1000 }

因此，({}) 可以為函數(shù)宏提供返回值。例如：

#defineINT_SWAP(a,b) ({ intret=0; if(a

可見，此時(shí)的 INT_SWAP 宏已與函數(shù)十分接近。

優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)：

優(yōu)點(diǎn)：支持在無花括號(hào)且有分支的 if 語句中直接調(diào)用；有返回值，支持作為表達(dá)式的右值。

缺點(diǎn)：不支持提前退出函數(shù)宏；非 C 的原生語法，編譯器可能不支持。

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總結(jié)

綜上，在 {}、do{...}while(0) 和 ({}) 這三種函數(shù)宏的封裝方式之中，應(yīng)盡可能不使用 {}，考慮兼容性一般選擇使用 do{...}while(0)，當(dāng)需要函數(shù)宏返回時(shí)可以考慮使用 ({}) 或直接定義函數(shù)。

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原文標(biāo)題：幾種特殊的函數(shù)宏封裝方式

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