C语言宏定义浅析

动机

前几天看到一个面试题：写一个“标准”宏MIN，这个宏输入两个参数并返回较小的一个，里面提到两个题目考察点：

1. 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来
2. 宏的副作用，例如：当你写下面的代码时会发生什么事？　least = MIN(*p++, b);

平时也会用到宏定义，对于宏的理解还不特别深入，重新看了Kernighan的C程序设计语言中关于宏部分，特次记录．

宏定义的本质

#define 名字　替换文本

宏的本质是代码替换，也就是很长一个代码，起一个简单的名字来使用，在编译过程中会将这部分长代码替换简短的名字．

宏定义的优点与劣势

优点：

1. 提高了程序的可读性，同时也方便进行修改；
2. 提高程序的运行效率：使用带参的宏定义既可完成函数调用的功能，又能避免函数的出栈与入栈操作，减少系统开销，提高运行效率；
3. 宏是由预处理器处理的，通过字符串操作可以完成很多编译器无法实现的功能。比如##连接符。

备注： ## 连接符号由两个井号组成，其功能是在带参数的宏定义中将两个子串(token)联接起来，从而形成一个新的子串。但它不可以是第一个或者最后一个子串。所谓的子串(token)就是指编译器能够识别的最小语法单元。加##就是为了把宏定义中的参数识别出来

劣势：

1. 对带参的宏而言，由于是直接替换，并不会检查参数是否合法，存在安全隐患。因为 预编译语句仅仅是简单的值代替，缺乏类型的检测机制。这样预处理语句就不能享受C++严格的类型检查的好处，从而可能成为引发一系列错误的隐患。
2. 嵌套定义过多可能会影响程序的可读性，而且很容易出错；
3. 由于是直接嵌入的，所以代码可能相对多一点．

使用宏定义注意事项

１.宏中小心地把参数用括号括起来

为什么要这样做呢？括号很重要的作用就是规定计算次序．仅仅观察宏定义你知道计算顺序，但是把这个代码片段放到整个代码中，如果没有括号，原来预定的计算次序就会被打乱．例如：

#define square(x) 　　　　x * x

定义了一个求取一个数平安的宏定义，但是呢．如果用square(x+1)调用该宏定义会如何，通过完全代码完全替换后，编译时的代码是：x+1 * x + 1根本不是所预期的计算次序．那上面的宏定义如果改为：

#define square(x) 　　((x) * (x))

用square(x+1)调用该宏定义时就完全没有问题了．最外面那层括号为了将宏定义整个运算和外界代码隔离开来．

２.避免宏的副作用

宏定义本真存在副作用，如果表达式中有个自增自减或输入／输出等，就会出错．如果用square(x++)调用上面的宏定义，那么最终运行的代码为((x++) * (x++))是自己预想的结果么？

[1].Kernighan B W, Ritchie D M, 徐宝文, 等. C 程序设计语言[M]. 机械工业出版社, 2004.
[2].C++/C宏定义中## 连接符与# 符的含义
[3].宏定义的优缺点