1 函数与宏

宏 or 函数？

#define RESET(p,len)	
    while(len > 0)		
        ((char*)p)[--len] == 0

void reset(void* p,int len)
{
    while(len > 0)
    {
        ((char*)p)[--len] = 0;
    }
}

宏与函数的区别
- 宏是由预处理器直接替换展开的，编译器不知道宏的存在
- 函数是由编译器直接编译的实体，调用行为由编译器决定
- 多次使用宏会导致最终可执行程序的体积增大
- 函数是跳转执行的，内存中只有一份函数体存在
- 宏的效率比函数要高，因为是直接展开，无调用开销
- 函数调用时会创建活动记录，效率不如宏

示例：函数与宏

Demo：将数组中的每个字节重置为 0

  #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 array1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      int array2[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      int len1 = sizeof(array1);  // array1数组的字节数：20，≠5
      int len2 = sizeof(array2);  // array2数组的字节数：20，≠5
      int i = 0;
      
      RESET(array1,len1);
      for(i = 0; i < 5; i++)
      {
          printf("array1[%d] = %d
", //i, array1[i]);
      }
      
      reset(array2,len2);
      for(i = 0; i < 5; i++)
      {
          printf("array2[%d] = %d
", i, array2[i]);
      }
      
      return 0;
  }

编译运行

array1[0] = 0
array1[1] = 0
array1[2] = 0
array1[3] = 0
array1[4] = 0
array2[0] = 0
array2[1] = 0
array2[2] = 0
array2[3] = 0
array2[4] = 0

宏与函数的选择

可以用函数完成的功能绝对不用宏
宏的定义中不能出现递归定义
宏的效率比函数稍高，但是其副作用巨大

宏是文本替换，参数无法进行类型检查

Demo1：错误使用宏时

#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;
    
    RESET(6,len);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d
", //i, array[i]);
    }
    
    return 0;
}

编译不报错，运行错误

段错误

Demo2：错误调用函数时

#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;
    
    reset(6,len);
    for(i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("array[%d] = %d
", i, array[i]);
    }
    
    return 0;
}

编译时直接报错

test.c: In function ‘main’:
test.c:19: warning: passing argument 1 of ‘reset’ makes pointer from integer without a cast
test.c:7: note: expected ‘void *’ but argument is of type ‘int’

示例：宏的副作用

Demo

#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;
    
    printf("%d
", _MUL_(_ADD_(1, 2), _ADD_(3, 4)));  //预期：(1 + 2) * ( 3 * 4) => 结果：11
    printf("%d
", _MIN_(i++, j));  //预期：1 < 10 ? 1 : 10 => 结果：2
    
    return 0;
}

3 宏的妙用

用于生成一些常规性的代码
封装函数，加上类型信息

示例：宏的妙用

Demo

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

//函数封装：加上类型信息
#define MALLOC(type, x)   (type*)malloc(sizeof(type)*x)
//函数封装：释放指针指向的动态内存，并立即将产生的野指针赋值为空
#define FREE(p)           (free(p), p=NULL)

//封装打印函数
#define LOG_INT(i)        printf("%s = %d
", #i, i)
#define LOG_CHAR(c)       printf("%s = %c
", #c, c)
#define LOG_FLOAT(f)      printf("%s = %f
", #f, f)
#define LOG_POINTER(p)    printf("%s = %p
", #p, p)
#define LOG_STRING(s)     printf("%s = %s
", #s, s)

//封装遍历函数，while是为了保证使用的是代码块，防止变量的重复命名
#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);
    char* str = "ABCD";
    
    LOG_STRING(str);
    
    LOG_POINTER(pi);
    
    FOREACH(k, 5)
    BEGIN
        pi[k] = k + 1;
    END
    
    //这里也可以使用FOREACH(k,5)，不会发生变量名冲突
    FOREACH(n, 5)
    BEGIN
        int value = pi[n];
        LOG_INT(value);
    END
    
    FREE(pi);
    
    LOG_POINTER(pi);
    
    return 0;
}

编译运行

str = ABCD
pi = 0x8b4b008
pi = (nil)
value = 1
value = 2
value = 3
value = 4
value = 5
pi = (nil)