Question

我尝试在以下代码中使用宏SQR的定义：

#define SQR(x) (x*x)
int main()
{
    int a, b=3;
    a = SQR(b+5);      // Ideally should be replaced with (3+5*5+3), though not sure.
    printf("%d\n",a);
    return 0;
}

打印23。如果我将宏定义更改为SQR(x) ((x)*(x))，则输出符合预期，64。我知道在C中调用宏会将调用替换为宏的定义，但我仍然无法理解它是如何计算的23。

Answer 1

预处理器宏在编译代码之前执行文本替换 SQR(b+5)转换为（b + 5 * b + 5）=（6b + 5）= 6 * 3 + 5 = 23

常规函数调用会在将参数传递给函数之前计算参数（b + 3）的值，但由于宏是预编译的替换，因此代数的操作顺序变得非常重要。

Answer 2

因为(3+5*3+5 == 23)。

而((3+5)*(3+5)) == 64。

执行此操作的最佳方法是不使用宏：

inline int SQR(int x) { return x*x; }

或者只是写x*x。

Answer 3

考虑使用此宏替换宏：

#define SQR(x) (x*x)

使用b+5作为参数。自己做替换。在您的代码中，SQR(b+5)将变为：(b+5*b+5)或(3+5*3+5)。现在请记住*之前的运算符优先级规则：+。因此评估为：(3+15+5)或23。

宏的第二个版本：

#define SQR(x) ((x) * (x))

是正确的，因为你正在使用parens来根据运算符优先级的效果来表示你的宏参数。

This page解释C的操作员偏好有一个很好的图表。 Here's C11参考文件的相关部分。

这里需要记住的是，你应该养成使用parens来屏蔽宏中任何参数的习惯。

Answer 4

宏扩展为

 a = b+5*b+5;

即

 a = b + (5*b) + 5;

所以23。

Answer 5

宏只是一个直接的文本替换。预处理后，您的代码如下所示：

int main()
{
    int a, b=3;
    a = b+5*b+5;
    printf("%d\n",a);
    return 0;
}

乘法具有比加法更高的运算符优先级，因此在计算a的值时，在两次加法之前完成。在宏定义中添加括号可以解决问题：

int main()
{
    int a, b=3;
    a = (b+5)*(b+5);
    printf("%d\n",a);
    return 0;
}

在乘法运算之前会对括号内的运算进行求值，因此现在首先进行加法运算，并得到预期的a = 64结果。

Answer 6

预处理后，SQR(b+5)将扩展为(b+5*b+5)。这显然是不正确的。

SQR的定义中有两个常见错误：

不要将宏的参数括在宏体的括号中，因此如果这些参数是表达式，那些表达式中具有不同优先级的运算符可能会导致问题。这是修复此问题的版本
```
#define SQR(x) ((x)*(x))
```
多次评估宏的参数，因此如果这些参数是具有副作用的表达式，那么这些副作用可能会被多次使用。例如，请考虑SQR(++x)。
的结果
通过使用GCC typeof扩展程序，可以像这样解决此问题
```
#define SQR(x) ({ typeof (x) _x = (x); _x * _x; })
```

可以通过使用内联函数

   inline int SQR(x) { return x * x; }

这需要GCC内联扩展或C99，请参阅6.40 An Inline Function is As Fast As a Macro。

Answer 7

因为宏只是字符串替换而且它在完成过程之前发生。编译器将没有机会看到Macro变量及其值。例如：如果宏定义为

#define BAD_SQUARE(x)  x * x

并像这样调用

BAD_SQUARE(2+1)

编译器会看到这个

2 + 1 * 2 + 1

会导致

的意外结果

要纠正此行为，您应始终用括号括起宏变量，例如

#define GOOD_SQUARE(x)  (x) * (x)

当调用此宏时，例如，像这样

GOOD_SQUARE(2+1)

编译器会看到这个

(2 + 1) * (2 + 1)

将导致

此外，这是一个完整的例子来进一步说明这一点

#include <stdio.h>

#define BAD_SQUARE(x)  x * x 
// In macros alsways srround the variables with parenthesis
#define GOOD_SQUARE(x)  (x) * (x) 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("BAD_SQUARE(2) = : %d \n", BAD_SQUARE(2) ); 
    printf("GOOD_SQUARE(2) = : %d \n", GOOD_SQUARE(2) ); 
    printf("BAD_SQUARE(2+1) = : %d ; because the macro will be \
subsituted as 2 + 1 * 2 + 1 \n", BAD_SQUARE(2+1) ); 
    printf("GOOD_SQUARE(2+1) = : %d ; because the macro will be \
subsituted as (2 + 1) * (2 + 1) \n", GOOD_SQUARE(2+1) ); 

    return 0;
}

Answer 8

将宏扩展中的每个参数都括在括号中。

#define SQR(x) ((x)*(x))

这适用于您传递的任何参数或值。

C中宏的括号需要

8 个答案: