以下哪个宏是安全的，为什么？

Question

为了获得最多两个数字，我有以下宏

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

#define maxint(a,b) ({int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; })

以上两者有什么区别。哪个更好用，为什么。 我找到了这些宏的信息here。但是看不懂。

Answer 1

第二个宏更安全，但使用了 GCC 提供的非标准 C 扩展：statement expressions。但是第一个表达式是“通用的”。使用 GCC 的 typeof 扩展名会有所帮助：

 #define mymax(a,b) ({typeof(a) _a = (a); typeof(b) _b = (b); \
                      _a > _b ? _a : _b; })

要解决JaredPar's answer 中提出的问题，您可以使用预处理器concatenation 和特定于GCC 的__COUNTER__（或者只是更标准的__LINE__），例如

 #define mymax_counted(a,b,c) ({typeof(a) _a##c = (a); \
                                typeof(b) _b##c = (b); \
                                _a##c > _b##c ? _a##c : _b##c; })
 #define mymax(a,b) mymax_counted(a,b,__COUNTER__)

但即使这样也不是完全防故障的（运气不好；如果当时唯一的 __COUNTER__ 恰好是 123，可能会在像 mymax(_a123,_b123) 这样的调用中发生冲突）。

实际上，使用inline function 更好（因为如果您调用mymaxfun(i++,t[i])，则行为已明确定义并给出与mymaxfun(t[i],i++) 相同的结果，并且因为优化编译器会产生与使用宏时一样高效的代码） ：

static inline int mymaxfun(int a, int b) { return (a>b)?a:b; }

遗憾的是，C 没有通用函数（考虑切换到 C++ 及其 templates 并使用 std::max）；但是C11 有使用_Generic 关键字的泛型表达式

宏很有用（在掌握之后），但是在调用宏时你应该非常小心参数中的副作用（例如mymax(i++,t[--i]++)），所以如果名称是宏或其他东西（如函数）。根据经验，避免副作用 - 特别是 ++ 或 -- 以及许多其他 - 在函数调用外观表达式（函数调用和宏调用）中。

查看源代码的预处理器扩展形式；所以对于foo.c 源代码，运行gcc -C -E foo.c > foo.i（添加任何预处理器选项，如-I、-D 等...相关）并查看foo.i 内部，例如与less foo.i；它总是很有启发性。

Answer 2

第二个宏更安全，因为它只对输入进行一次评估。例如，如果输入是具有副作用的表达式，这一点很重要

max(i++, --j); 

请注意，我说的是安全而不是安全。该宏仍有可能不正确，因为范围内可能存在已命名为 _a 和 _b 的本地变量。想象一下如果执行以下操作会发生什么

int _a = 42;
int _b = 13;
maxint(_a, _b);

它会扩展到

int _a = 42;
int _b = 13;
{int _a = (_a), _b = (_b); _a > _b ? _a : _b; })

Answer 3

两者都不安全。请避免使用浮华的 max 宏实现，这些宏实现依赖于像 表达式语句 这样的非标准 C 扩展，如果您不得不将代码移植到不同的平台，这会让您感到头疼。在我看来，max 宏是 C 标准库中最糟糕的事情之一，因为它有潜在的副作用。在过去，为了安全起见，我#undefed max。

最好将第二个宏 maxint 编码为函数，因为它具有宏的所有缺点（例如，无法轻松调试，实例化变量与本地变量冲突）但没有任何好处（例如泛化）。

替代方案：

我最喜欢的：使用三元内联：a > b ? a : b，因为你知道发生了什么，所以你可以去掉括号来品尝。它也将比通过获取值副本来尝试安全的宏更快。

构建您自己的函数。考虑为整数类型定义max，为浮点定义fmax。 abs 和 fabs 这里已经有先例了。