[应用相关] 预处理宏的优缺点

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 楼主| 小夏天的大西瓜 发表于 2024-6-27 12:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

在软件开发过程中,经常有一些常用或者通用的功能或者代码段,这些功能既可以写成函数,也可以封装成为宏定义。那么究竟是用函数好,还是宏定义好?
我们还是看上一篇文章中引用的比较大小的例子:
  1. #define MAX( a, b) ( (a) > (b) ? (a) : (b) )
  2. //把它用函数来实现:
  3. int max( int a, int b)
  4. {   
  5.     return (a > b ? a : b);
  6. }

如果我们在程序中将要使用比较大小的函数,我们显然会选用上面的宏定义,理由如下:
1️⃣首先,函数调用会带来额外的开销,他需要开辟新的栈空间,记录返回值,还需要将形参压入栈中,函数返回时还需要释放堆栈空间。
这样的开销不仅会让程序执行效率变低,代码量也会大大增加,因此使用上面的宏函数做文本替代就显得更明智。
2️⃣其次,函数的形参被声明成了一个特定的类型,如例子中是 int,这样如果我们软件中需要使用浮点型的比较大小,我们就不得不重写一个函数,从这一点也可以看到宏函数的优势。
因为是文本的替换,因此他与类型也没有关系,不过类型不对应,会在编译阶段的时候报错,这点还是具备利用价值的。
3️⃣另外,还有一些任务根本无法用函数实现,但是用宏定义却很好实现。
比如参数类型没法作为参数传递给函数,但是可以把参数类型传递给带参的宏。
看下面的例子:
  1. #define MALLOC(n, type)((type ) malloc((n)sizeof(type)))

利用这个宏,我们就可以为任何类型分配一段我们指定的空间大小,并返回指向这段空间的指针。我们可以观察一下这个宏确切的工作过程:
  1. int *ptr;
  2. ptr = MALLOC ( 5, int );

//将这宏展开以后的结果:
  1. ptr = (int *) malloc ((5) * sizeof(int));

这个例子是宏定义的经典应用之一,完成了函数不能完成的功能,但是宏定义也不能滥用,通常,如果相同的代码需要出现在程序的几个地方,更好的方法是把它实现为一个函数。

kzlzqi 发表于 2024-7-29 15:35 | 显示全部楼层
宏是文本替换,避免了函数调用的开销,包括压栈、传参、返回值处理等,因此在对性能要求较高的场景下,宏可以显著提高效率。
申小林一号 发表于 2024-7-29 22:43 | 显示全部楼层
感谢分享
抹茶妹妹 发表于 2024-7-30 19:00 | 显示全部楼层
宏不限制数据类型,因此可以在需要处理不同类型数据的场合下使用同一个宏。
我爱台妹mmd 发表于 2024-7-31 23:13 | 显示全部楼层
宏定义中的表达式需要特别小心括号的使用,否则可能引发意外的错误。例如,#define SQUARE(x) x*x在SQUARE(1+2)时会得到错误的结果。
我爱台妹mmd 发表于 2024-7-31 23:14 | 显示全部楼层
对于性能要求非常高的场景,例如内核开发、实时系统中,可以考虑使用宏定义以减少函数调用的开销。
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