C語言中宏和函數的區別有哪些

這篇文章主要介紹了C語言中宏和函數的區別有哪些的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇C語言中宏和函數的區別有哪些文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

C語言中的宏和函數是非常相似的，它們都可以完成類似的功能。比如，想要求2個數的較大值，使用宏的寫法是：

// 宏的定義
#define MAX(x, y) ((x)>(y)?(x):(y))

// 使用
int m = MAX(10, 20);

使用函數的寫法是：

// 函數的定義
int Max(int x, int y)
{
	return x>y ? x : y;
}

// 使用
int m = Max(10, 20);

既然宏和函數長的那么像，究竟什么時候用宏，什么時候用函數呢？這就要了解一下它們之間的區別了。我總結了他倆之間的區別，主要體現在以下幾點：

1.代碼長度。

2.執行速度。

3.操作符優先級。

4.帶有副作用的參數。

5.參數類型。

6.調試。

7.遞歸。

8.命名約定。

9.其他。

1.代碼長度

宏會在每個使用它的地方替換。比如前面提到的求兩個數的較大值的宏，假設這么使用：

int m = MAX(10, 20);
// ...
m = MAX(20, 30)
// ...
m = MAX(30, 40);
// ...
// ...

每個使用宏的地方都會被替換掉。

int m = ((10)>(20)?(10):(20));
// ...
m = ((20)>(30)?(20):(30))
// ...
m = ((30)>(40)?(30):(40));
// ...
// ...

這里的宏體比較短，所以替換進去后，代碼的長度并沒有明顯的提升。但是，假設這個宏有100行代碼，每個地方展開后，展開3次，就會多出300行代碼。如果更加頻繁的調用，調用100次，就會多出10000行代碼。所以，當宏體比較長，尤其是調用次數還比較多的情況下，會導致代碼長度大大增加。

而函數就不存在這個問題，函數不管調用幾次，都只需要寫一次函數的代碼，每次使用時直接調用即可，代碼長度是可控的。

2.執行速度

函數調用時，需要在棧空間上開辟一塊棧幀，參數還要壓棧。當函數體的代碼執行完后，需要返回時，還要銷毀棧幀。這些都是有開銷的，執行速度較慢。

但是，宏的代碼在預處理階段就已經完成替換，不存在這個問題，執行速度較快。

3.操作符優先級

使用宏時，代碼是在對應的位置直接展開，如果該位置周圍有其他操作符，有可能干擾宏體內的操作符的執行順序，導致錯誤的結果。比如：

#define DOUBLE(x) x+x

如果這么調用：

int ret = 2 * DOUBLE(10);

我們想的是：DOUBLE(10)會算出20，再乘2，得到40。然而，實際代碼會這樣展開：

int ret = 2 * 10+10;

由于乘號的優先級比較高，會先算2*10，得到20，再加10得到30，和預期的結果不一致。

但函數不存在這個問題。

int Double(int x)
{
    return x+x;
}

當這樣調用時：

int ret = 2 * Double(10);

一定是先把10傳給函數，函數計算完后返回20，再進行別的計算。

當然，如果參數本身是表達式時，也會有相同的問題。比如：

#define SQUARE(x) x*x

int Square(int x)
{
    return x*x;
}

int ret1 = SQUARE(3 + 2);
int ret2 = Square(3 + 2);

函數就是正常的，先計算3+2得到5，在把5傳參，得到25。但是宏會這樣替換：

int ret1 = 3 + 2*3 + 2;

由于乘號的優先級較高，得到的結果就是11，和預期結果不符。

為了解決這樣的問題，建議寫宏時多加括號，防止受到其他操作符的影響。比如：

#define DOUBLE(x) ((x)+(x))
#define SQUARE(x) ((x)*(x))

4.帶有副作用的參數

對于MAX宏，如果這樣使用：

int x = 3;
int y = 5;
int m = MAX(x++, y++);

我們的想法是：把x和y傳參，算出x和y的較大值為5，即m應該是5，而后置++會把x和y的值分別改成4和6。但是實際替換時是這么替換的：

int m = ((x++)>(y++)?(x++):(y++));

計算時，先判斷x++>y++這個表達式，顯然x<y，故為假，判斷完后x和y都要++，x改成4，y改成6，返回y++的結果，即6，y再++改成7。所以最終結果是：m為6，x為4，y為7，和預期不符，原因是帶有副作用的宏參數影響了結果。

函數就不存在這個問題。如果調用Max函數：

int x = 3;
int y = 5;
int m = Max(x++, y++);

由于函數的傳參和函數體代碼的執行是分開的，所以結果和預期相同，m=5, x=4, y=6。

5.參數類型

宏是直接對代碼進行文本替換，是不檢查類型的。比如：

int m1 = MAX(3, 5);// 會被替換成int m1 = ((3)>(5)?(3):(5));
double m2 = MAX(3.2, 5,3); // 會被替換成double m2 = ((3.2)>(5.3)?(3.2):(5.3));

但是函數的形參是有類型的，傳參時會對類型進行檢查。比如前面的Max函數，參數列表是(int, int)，只能求2個整數的較大值，如果要求兩個浮點數的較大值，是無能為力的。

6.調試

宏直接完成代碼的替換，不方便調試。因為宏的替換在預處理階段已經完成，但是調試時調試的是最終生成的可執行程序。由于已經完成了替換，看到的代碼和調試的代碼是不一樣的。函數就沒有這個問題，可以逐語句調試。

7.遞歸

宏不能遞歸，函數可以實現遞歸。

8.命名約定

一般宏的名字為全大寫，函數名不會全大寫。比如：

宏名：MAX, DOUBLE, SQUARE。

函數名：Max, Double, Square。

但是也有例外。比如庫中的offsetof是一個宏，而不是函數。

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