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【C语言经典例题:(1)写一个求最大值的宏】

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

【C语言经典例题:(1)写一个求最大值的宏】

温故而知新,
我很少用三目运算符的,偶尔看文章发现讲的点自己并不知道,故记录
有些语法我会下意识的规避他,比如在宏里面用自增自减,在一句程序里面不用多个自增自减,复杂表达式不使用自增自减等。。所以我向来是很讨厌谭浩强书上那些个加加减减的表达式的,因为我从来用不到,假如真的看到别人有用,那我会给他打个差评 -_-!!

(打印的ans为我们的期望结果)

初级写法
#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) a>b?a:b

int main(void)
{
	printf("max: %d, ans:20", MAX(10, 20));
	getchar();
	return 0;
}

运行结果:

可以看到结果正确。宏定义展开本质是文本替换,我们只进行预编译的话man函数就是这样的(gcc 使用-E命令只进行预编译):

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 printf("max: %d, ans:20", 10>20?10:20);
 getchar();
 return 0;
}

从上面代码分析,只要用优先级比>号低的运算符,让原关系运算结果相反就会产生异常,如下修改:

#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) a>b?a:b

int main(void)
{
	printf("max: %d, ans:20", MAX(10!=5, 20));
	getchar();
	return 0;
}

预编译结果:

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 printf("max: %d, ans:20", 10!=5>20?10!=5:20);
 getchar();
 return 0;
}

可以看到,预期的判断条件为(10!=5)>20, 但实际为10!=(5>20), 所以判断条件出错了。所以我们对宏进行修改:

初级写法pro:
#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) (a)>(b)?(a):(b)

int main(void)
{
	printf("max: %d, ans:20", MAX(10!=5, 20));
	getchar();
	return 0;
}

运行结果:

可以看到刚才的问题已经解决
查看预编译代码:

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 printf("max: %d, ans:20", (10!=5)>(20)?(10!=5):(20));
 getchar();
 return 0;
}

可以看到宏展开后已经加上了小括号,刚才的问题解决了,但如果宏展开后在一个表达式里面,条件判断优先级比外面运算低时,又会产生错误,如下修改:

#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) (a)>(b)?(a):(b)

int main(void)
{
	printf("max: %d, ans:120", 100+MAX(10!=5, 20));
	getchar();
	return 0;
}

预编译结果:

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 printf("max: %d, ans:120", 100+(10!=5)>(20)?(10!=5):(20));
 getchar();
 return 0;
}

当然,结果肯定会出错,运行结果:

所以继续修改宏

中级写法
#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))

int main(void)
{
	printf("max: %d, ans:120", 100+MAX(10!=5, 20));
	getchar();
	return 0;
}

预编译结果:

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 printf("max: %d, ans:120", 100+((10!=5)>(20)?(10!=5):(20)));
 getchar();
 return 0;
}

可以看到宏展开后有个小括号防止了优先与宏外部运算,运行结果自然也正确:

到这里一般可以结束了。
了吗?
并没有,虽然一般使用宏时都会比较小心,但万一有人就是喜欢异常测试呢?
比如:

#include "stdio.h"

#define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))

int main(void)
{
	int a = 5, b = 10;
	printf("max: %d, ans:10", MAX(a++, b++));
	getchar();
	return 0;
}

预编译结果:

# 5 "main.c"
int main(void)
{
 int a = 5, b = 10;
 printf("max: %d, ans:10", ((a++)>(b++)?(a++):(b++)));
 getchar();
 return 0;
}

可以看到,本来一次的自增展开后变成了两次,运行结果和我们的期望值不符:

还需要继续优化

#include "stdio.h"

#define MAX(a,b)({
	int _a = (a); 	
	int _b = (b); 	
	(_a)>(_b)?(_a):(_b);
})

int main(void)
{
	int a = 5, b = 10;
	printf("max: %d, ans:10", MAX(a++, b++));
	getchar();
	return 0;
}

预编译结果:

# 9 "main.c"
int main(void)
{
 int a = 5, b = 10;
 printf("max: %d, ans:10", ({ int _a = (a++); int _b = (b++); (_a)>(_b)?(_a):(_b);}));
 getchar();
 return 0;
}

运行结果:

与我们的期望值相符,但是引入了变量类型,继续修改:

#include "stdio.h"

#define MAX(type,a,b)({
	type _a = (a); 	
	type _b = (b); 	
	(_a)>(_b)?(_a):(_b);
})

int main(void)
{
	int a = 5, b = 10;
	printf("max: %d, ans:10", MAX(int, a++, b++));
	getchar();
	return 0;
}

这样虽然可以支持任意类型,但是有点啰嗦了,继续修改

最后推荐的写法

(typeof是GNU C新增的关键字,可以获取数据类型)

#include "stdio.h"

#define MAX(a,b)({
	typeof(a) _a = (a); 	
	typeof(b) _b = (b); 	
	(_a)>(_b)?(_a):(_b);
})

int main(void)
{
	int a = 5, b = 10;
	printf("max: %d, ans:10", MAX(a++, b++));
	getchar();
	return 0;
}

运行结果符合预期:

可选的优化:
#include "stdio.h"

#define MAX(a,b)({
	typeof(a) _a = (a); 	
	typeof(b) _b = (b); 	
	(void) (&_a == &_b); 	
	(_a)>(_b)?(_a):(_b);
})

int main(void)
{
	int a = 5, b = 10;
	printf("max: %d, ans:10", MAX(a++, b++));
	getchar();
	return 0;
}

添加了这一句,或许有些编译器有用,我使用gcc 11.2 是不需要的,根据需要自行选择。

(void) (&_a == &_b); 	

作用有两个:

  1. 指针类型不同警告
  2. 未使用变量警告消除
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