C语言预处理器之宏扩展 [C陷阱与缺陷]

C语言基础

C语言中宏是一个很好的工具，但也容易引起错误。

1. 宏不是函数

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

请注意宏定义中的括号，它们的作用就是预防引起与优先级有关的问题。没有这些括号，当宏展开的时候就可能引起意外的结果

biggest = x[0];
i = 1;
while(i < n)
    biggest = max(biggest, x[i++]);

如果max是一个真正的函数，上面的代码可以正常工作，但是max如果是一个宏，那么就不能正常工作。展开一下：

biggest = ((biggest)>(x[i++])?(biggest):(x[i++]));

首先变量biggest与x[i++]比较。假设此时i值为1，同时biggest小于x[1]，那么关系运算结果为false。注意，因为i++有副作用，在比较后i递增为2，所以三目运算结果是x[2]。这明显不符合我们的预期，同时冒号后面的表达式还要经历一次副作用，整条语句结束后i的值是3。
而解决此类问题的一个办法是，确保max中的参数没有副作用。

2. 宏不是语句

__FILE__和__LINE__是内建于C语言预处理器中的宏。

assert宏

#define assert(e) if (！(e)) assert_error(__FILE__,__LINE__)

assert宏这个定义，即使用在一个再明白不过的情形中，也会有一些难以察觉的错误：

if (x > 0 && y > 0)
    assert(x > y);
else
    assert(y > x);

但是将其展开并左适当的缩排处理后，看一下：

if (x > 0 && y > 0)
    if(! (x > y))
        assert_error("foo.c",37);
    else
        if(! (y > x))
            assert_error("foo.c",39);

因为C语言规定，else与它上面最相邻的if语句对齐。
所以这样的情况下，还是老实一点填写上括号比较好。

3.宏并不是类型定义

#define T1 struct foo *
typedef struct foo * T2;

从上面两个定义来看，T1和T2从概念上完全相同，都是指向结构foo的指针。但是，当我们试图用它们来声明多个变量时，问题来了：

T1 a, b;
T2 a, b;

第一个声明被扩展为：

struct foo *a, b;

第二个声明则不同，它定义了a和b都是指向结构的指针，因为这里T2的行为完全与一个真实的类型相同。