算术表达式上下文中的宏扩展？

Question

我在网站上看到了以下代码。 我无法用11代替25或13来判断结果的结果。

为什么我在考虑25，因为SQ(5) 5*5

或13因为

SQ(2) = 4;

SQ(3) = 9;

可能是最终结果13 (9 + 4) 但惊讶地看到结果为11。 结果如何11？

using namespace std;
#define SQ(a) (a*a)
int main()
{
    int ans = SQ(2 + 3);
    cout << ans << endl;
system("pause");
}

Answer 1

预处理器在源代码上执行简单的文本替换。它对底层语言或其规则一无所知。

在您的示例中，SQ(2 + 3)展开为(2 + 3*2 + 3)，评估为11。

定义SQ的更有效方法是：

#define SQ(a) ((a)*(a))

现在，SQ(2 + 3)会扩展为((2 + 3)*(2 + 3))，并提供25。

即使这个定义是一种改进，它仍然不是防弹的。如果将SQ()应用于side effects的表达式，则可能会产生不良后果。例如：

• 如果f()是一个向控制台打印内容并返回int的函数，则SQ(f())会导致输出打印两次。
• 如果i是int变量，SQ(i++)会产生undefined behaviour。

有关宏的困难的更多示例，请参阅Macro Pitfalls。

由于这些原因，通常最好使用函数而不是宏。

Answer 2

在编译器看到源代码之前，

#define扩展就开始了。这就是为什么它们被称为预处理器指令，这里的处理器是将C转换为机器可读代码的编译器。

所以，这就是宏预处理器传递给编译器的原因：

SQ(2 + 3)扩展为(2 + 3*2 + 3)

所以，这确实是2 + 6 + 3 = 11。

你怎么能做到你期望的呢？

1. 执行评估顺序。在宏定义或宏调用中使用（）。 OR
2. 编写一个完成工作的简单函数

Answer 3

C预处理器在编译器解释表达式和C语法之前进行文本替换。因此，在此代码上运行C预处理器会转换：

SQ(2 + 3)

成：

2 + 3*2 + 3

简化为：

2 + 6 + 3

这是11。

Answer 4

这只是编译前的替代

所以你应该尝试一下：

#define SQ(a) ((a)*(a))

在您的情况下，SQ(2 + 3)相当于(2+3*2+3) 11。

但正如我在上面所写的那样纠正它，就像((2+3)*(2+3))那样5*5 = 25就是你想要的答案。

Answer 5

#define preprocesor

语法：   #define identifier replacement

1. 当预处理器遇到此指令时，它会通过替换替换其余代码中出现的任何标识符。
2. 这种替换可以是表达，陈述，块或任何东西。
3. 预处理器不理解C，它只是通过替换替换任何出现的标识符。

#define也可以使用参数来定义函数宏：

<强> # define SQ(a) (a*a)

将在编译时用* a替换任何SQ（a）的出现。 因此，

SQ（2 + 3）将替换为2 + 3 * 2 + 3 在完成替换之后执行计算。 因此回答2 + 3 * 2 + 3 = 11

Answer 6

对于您的实施，该值将扩展为2+3 * 2+3，这将导致2 + 6 + 3 = 11。

您应该将其定义为：

#define SQ(x) ({typeof(x) y=x; y*y;})

在gcc上测试，输入

等输入

1. 常数，
2. 变量，
3. 恒定+ const的
4. 常量+变量
5. 变量++ / ++变量
6. 函数调用，包含printf。

注意：typeof是标准C的GNU添加。可能在某些编译器中不可用。