此 C 代码的输出是 49，但有人可以解释一下吗？ [复制]答案

【问题标题】：The output of this C code is 49 but can someone explain me how? [duplicate]此 C 代码的输出是 49，但有人可以解释一下吗？ [复制]
【发布时间】：2021-01-20 07:26:13
【问题描述】：

#include <stdio.h>

#define CUBE(x) (x * x * x)

int main() {
    printf("%d", CUBE(4+5));
    return 0;
}

【问题讨论】：

The need for parentheses in macros in C

标签： c c-preprocessor

【解决方案1】：

这是宏在编译过程中的扩展方式：

printf("%d", (4+5 * 4+5 * 4+5));

因为* 的优先级高于+，所以这个表达式被评估为(4 + (5 * 4) + (5 * 4) + 5)，产生49 而不是预期的729。

为避免此类运算符优先级问题，所有宏参数必须在宏定义以及表达式本身中用括号括起来：

#define CUBE(x)  ((x) * (x) * (x))

但是请注意，CUBE 的这种扩展会多次计算 x，如果宏参数有副作用，例如 CUBE(i++)，这是一个问题。

为避免所有这些问题，请使用函数并让编译器对其进行优化：

int cube(int x) {
    return x * x * x;
}

您可以在此函数定义前添加static inline，但现代优化器仍会在没有此的情况下内联该函数。

【讨论】：

【解决方案2】：

宏会将代码转为：

printf("%d", (4+5 * 4+5 * 4+5));

实际上是：

printf("%d", 4 + (5*4) + (5*4) + 5); // 29

如果你想用立方9 得到729，你应该写CUBE((4+5))。

【讨论】：

或者停止使用类似函数的宏。在当今优化编译器的世界里，只要把它写成一个函数，如果好处足够多，编译器就会内联它（你甚至可以用inline向编译器建议）。
Re“如果你想要 729，你应该写 CUBE((4+5))”：不，宏应该用括号写，这样它的用户就不必提供它们。
@Eric，涵盖所有种情况（例如CUBE(x++)）的宏魔法数量使类似函数的宏成为一个非常糟糕的主意。最好放弃它们，对简单的定义使用宏，对其他所有内容使用内联建议的函数。
@paxdiablo：这与我的评论无关。此外，即使另一个宏从未用新代码编写过，C 程序员也必须了解宏是如何工作的。建议人们使用内联函数来代替答案中的评论或补充信息是可以的，但不会回答所提出的问题。
更常见的是，这是在宏本身中处理的：#define CUBE(x) ((x)*(x)*(x))

【解决方案3】：

C 预处理器会将 x 的所有实例替换为 4+5，从而产生以下代码：

i = 4+5*4+5*4+5;

（先乘法，后加法）

【讨论】：

【解决方案4】：

如果要添加数字，则需要输入CUBE((4+5)) 之类的输入，然后发送至CUBE。因为CUBE(4+5) 基本上扩展为4+5*4+5*4+5，因为它将整个4+5 设置为x。所以，4+5*4+5*4+5 = 4+20+20+5 首先是乘法，然后相加得到49。

定义像#define CUBE(x) ((x)*(x)*(x)) 这样的宏，它实际上首先对每个(x) 执行(4+5) 操作，然后执行* 操作。

另一种方法是在调用宏时只使用CUBE((4+5))，它基本上是先将两个数字相加(4+5) = 9，然后再做CUBE(9)，例如：

#include<stdio.h>
#define CUBE(x) (x * x * x)

int main( )
{
    printf("%d", CUBE((4+5)));
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案5】：

阅读Modern C，然后阅读n1570 草案C 标准，以及GCC 和GDB 和CPP 的文档。另请参阅this C reference 网站。

从现有的开源项目中汲取灵感，例如在github，或GNU software。

使用最近的GCC 编译器，invoke it 为gcc -Wall -Wextra -g。也可以使用-C -E 选项来获取预处理的表单。

您也可能对 GCC 的 statement-expr 扩展感兴趣。

您的CUBE(4+5) 被宏扩展为4+5*4+5*4+5，根据C operators 的优先级计算为4+(5*4)+(5*4)+5。

考虑编写一个 static inline 之类的函数

static inline int cube(int x) { return x*x*x; }

或者如果你需要一个宏，至少

#define CUBE(X) ((X)*(X)*(X))

这不适用于 CUBE(i++)（而使用 inline 函数时，cube(i++) 会执行您希望它执行的操作：将 i 递增一次！）。

顺便说一句，您可以使用GPP 或GNU m4（或您自己的生成器，或GNU bison）来生成一些C 代码。根据经验，用ASTs 思考：当你生成 C 代码时，会发出很多无用的括号，例如在Chicken Scheme、SWIG 或CAIA 或我的manydl.c 中

您也可以在代码中使用Clang static analyzer（也可以使用Frama-C）。

您可能有兴趣阅读一些编码指南，例如 MISRA C 或 GNU ones。

【讨论】：