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函數(shù)式宏定義與普通函數(shù)的區(qū)別

更新時間：2013年10月03日 09:32:25 作者：

盡管函數(shù)式宏定義和普通函數(shù)相比有很多缺點(diǎn)，但只要小心使用還是會顯著提高代碼的執(zhí)行效率，畢竟省去了分配和釋放棧幀、傳參、傳返回值等一系列工作，因此那些簡短并且被頻繁調(diào)用的函數(shù)經(jīng)常用函數(shù)式宏定義來代替實(shí)現(xiàn)

在Ｃ及C++語言中允許用一個標(biāo)識符來表示一個字符串，稱為宏，該字符串可以是常數(shù)、表達(dá)式、格式串等。在編譯預(yù)處理時，對程序中所有出現(xiàn)的“宏名”，都用宏定義中的字符串去代換，這稱為“宏代換”或“宏展開”。宏定義是由源程序中的宏定義命令完成的。宏代換是由預(yù)處理程序自動完成的。若字符串是表達(dá)式，我們稱之為函數(shù)式宏定義，那函數(shù)式宏定義與普通函數(shù)有什么區(qū)別呢？

我們以下面兩行代碼為例，展開描述：
函數(shù)式宏定義：#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
普通函數(shù) ：MAX(a,b) { return a>b?a:b;}

（1）函數(shù)式宏定義的參數(shù)沒有類型，預(yù)處理器只負(fù)責(zé)做形式上的替換，而不做參數(shù)類型檢查，所以傳參時要格外小心。

（2）調(diào)用真正函數(shù)的代碼和調(diào)用函數(shù)式宏定義的代碼編譯生成的指令不同。

如果MAX是個普通函數(shù)，那么它的函數(shù)體return a > b ? a : b; 要編譯生成指令，代碼中出現(xiàn)的每次調(diào)用也要編譯生成傳參指令和call指令。而如果MAX是個函數(shù)式宏定義，這個宏定義本身倒不必編譯生成指令，但是代碼中出現(xiàn)的每次調(diào)用編譯生成的指令都相當(dāng)于一個函數(shù)體，而不是簡單的幾條傳參指令和call指令。所以，使用函數(shù)式宏定義編譯生成的目標(biāo)文件會比較大。

（3）函數(shù)式宏定義要注意格式，尤其是括號。

如果上面的函數(shù)式宏定義寫成 #define MAX(a, b) (a>b?a:b)，省去內(nèi)層括號，則宏展開就成了k = (i&0x0f>j&0x0f?i&0x0f:j&0x0f)，運(yùn)算的優(yōu)先級就錯了。同樣道理，這個宏定義的外層括號也是不能省的。若函數(shù)中是宏替換為 ++MAX(a,b)，則宏展開就成了 ++(a)>(b)?(a):(b)，運(yùn)算優(yōu)先級也是錯了。

（4）若函數(shù)參數(shù)為表達(dá)式，則普通函數(shù)的調(diào)用與函數(shù)式宏定義的替換過程是不一樣的。

普通函數(shù)調(diào)用時先求實(shí)參表達(dá)式的值再傳給形參，如果實(shí)參表達(dá)式有Side Effect，那么這些SideEffect只發(fā)生一次。例如MAX(++a, ++b)，如果MAX是普通函數(shù)，a和b只增加一次。但如果MAX函數(shù)式宏定義，則要展開成k = ((++a)>(++b)?(++a):(++b))，a和b就不一定是增加一次還是兩次了。所以若參數(shù)是表達(dá)式，替換函數(shù)式宏定義時一定要仔細(xì)看好。

（5）函數(shù)式宏定義往往會導(dǎo)致較低的代碼執(zhí)行效率。

看下面一段代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

int a[]={9,3,5,2,1,0,8,7,6,4};
int max(n)
{
return n==0?a[0]:MAX(a[n],max(n-1));
}

int main()
{
max(9);
return 0;
}

若是普通函數(shù)，則通過遞歸，可取的最大值，時間復(fù)雜度為O（n）。但若是函數(shù)式宏定義，則宏展開為( a[n]>max(n-1)?a[n]:max(n-1) )，其中max(n-1)被調(diào)用了兩遍，這樣依此遞歸下去，時間復(fù)雜度會很高。

盡管函數(shù)式宏定義和普通函數(shù)相比有很多缺點(diǎn)，但只要小心使用還是會顯著提高代碼的執(zhí)行效率，畢竟省去了分配和釋放棧幀、傳參、傳返回值等一系列工作，因此那些簡短并且被頻繁調(diào)用的函數(shù)經(jīng)常用函數(shù)式宏定義來代替實(shí)現(xiàn)。

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