本期話題

今天聊一道C語言關(guān)于宏定義的筆試題：“寫一個"標(biāo)準(zhǔn)"宏MIN ，這個宏輸入兩個參數(shù)并返回較小的一個。”

聊一聊

這道題考察的是 C 語言宏定義的知識。我們很容易會想到下邊的答案：

#define MIN(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b)) 宏定義會在編譯的時候進(jìn)行替換展開。最好將宏中的參數(shù)用括號括起來。這樣就避免了當(dāng)一個表達(dá)式同時含有宏定義和其他高優(yōu)先級運(yùn)算符時，破壞整個表達(dá)式的運(yùn)算順序 。 上邊的答案解決了一些問題，但是會不會存在其他漏洞呢？如果我們用這個宏進(jìn)行比較

least = MIN(i++, j++);

替換之后

least = ((i++) < (j++) ? (i++) : (j++)); 無論 i 或者 j 誰小，都會做兩次自增運(yùn)算。導(dǎo)致出現(xiàn) i 和 j 完成比較后出現(xiàn)錯誤。 如何消除這種參數(shù)變化引起的副作用呢？答案是，用語句表達(dá)式來定義這個宏。

注意，語句表達(dá)式是 GNU C 對 C語言標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，允許在一個表達(dá)式里內(nèi)嵌語句。 語句表達(dá)式最外面使用小括號()括起來，里面一對大括號 {} 包起來的是代碼塊，代碼塊里允許內(nèi)嵌各種語句。 在語句表達(dá)式中用兩個臨時變量暫時存儲這兩個參數(shù)。

#define MIN_t(x, y) ({ ??
??????int _x = x; ? ? ? ? ?
? int _y = y; ? ? ? ? ? ? _x < _y ? _x : _y; ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? }) 在語句表達(dá)式中，定義了兩個局部變量 _x、_y 來存儲宏參數(shù) x 和 y 的值，然后用 ?_x、_y 比較大小。這樣就避免了兩次自增運(yùn)算引起的問題。 然而，上邊的宏定義中，也存在不足，你知道是什么嗎？ 那就是，臨時變量的數(shù)據(jù)類型為 int 型。也就是說，這個宏定義只能比較兩個整型數(shù)據(jù)。 如何完善這個宏定義，使其能夠支持任意類型的數(shù)據(jù)比較大小呢？ 當(dāng)然，我們可以這樣寫

#define MIN_t(type, x, y) ({ ???????
?type _x = x; ? ? ?
? ? ? ? type _y = y; ? ? ?
? ? ? ? _x < _y ? _x : _y; ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? }) 但是，這個宏就有三個參數(shù)了，每次比較數(shù)據(jù)大小，還需要將參數(shù)類型 type 傳進(jìn)去。 別著急，肯定有辦法彌補(bǔ)這個不足。也就是，想辦法獲取比較數(shù)據(jù)的類型。 對于 GNU C 來說，沒問題。因?yàn)樗鼣U(kuò)展了一個關(guān)鍵字 typeof，可以獲取數(shù)據(jù)類型。對于其他版本的 C 語言，需要查看手冊進(jìn)行考證，在此不展開介紹。 最終的優(yōu)化結(jié)果如下

#define MIN(x,y) { ????
????typeof(x) _x = (x); ? ? ? ?
? typeof(y) _y = (y); ? ?
? ? ? (void)(&_x = &_y); ? ? ?
? ? _x < _y ? _x : _y;? ? ? ? ? ? ?
? ? ? }) 這個答案比較完美了。 其中 （void）（&x==&y） ?是用于檢查 x 和 y 的類型是否相同。它有兩個作用：

一是用來給用戶提示一個警告。對于不同類型的指針比較，編譯器會發(fā)出一個警告，提示兩種數(shù)據(jù)的類型不同。

二是兩個數(shù)進(jìn)行比較運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果卻沒有用到，有些編譯器可能會給出一個 warning，加一個（void）后，就可以消除這個警告。

好了，到這，整個宏定義面試題的各種解法就分析完畢了。看完之后，是否有所收獲呢？ 感謝閱讀，加油~

編輯：黃飛

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