1. 函數宏介紹

函數宏，即包含多條語句的宏定義，其通常為某一被頻繁調用的功能的語句封裝，且不想通過函數方式封裝來降低額外的彈棧壓棧開銷。

函數宏本質上為宏，可以直接進行定義，例如：

#defineINT_SWAP(a,b)
inttmp=a;
a=b;
b=tmp

但上述的宏具有一個明顯的缺點：當遇到 if、while 等語句且不使用花括號僅調用宏時，實際作用范圍在宏的第一個分號后便結束。即 a = b 和 b = tmp 均不受控制語句所作用。

因此，在工程中，一般使用三種方式來對函數宏進行封裝，分別為 {}、do{...}while(0) 和 ({})。下文將一一對三種方式進行分析，比較各自的優劣點。

2. {} 方式

INT_SWAP 宏使用 {} 封裝后形態如下：

#defineINT_SWAP(a,b)
{
inttmp=a;
a=b;
b=tmp;
}

此時，直接調用與在無花括號的控制語句（如 if、while）中調用均能正常運行，例如：

#defineINT_SWAP(a,b)
{
inttmp=a;
a=b;
b=tmp;
}

intmain()
{
intvar_a=1;
intvar_b=2;

INT_SWAP(var_a,var_b);
printf("var_a=%d,var_b=%d
",var_a,var_b);//var_a=2,var_b=1

if(1)
INT_SWAP(var_a,var_b);
printf("var_a=%d,var_b=%d
",var_a,var_b);//var_a=1,var_b=2
}

但當無花括號的 if 語句存在其他分支（else if、else 等）如：

if(1)
INT_SWAP(var_a,var_b);
else
printf("helloworld!
");

會發現編譯出錯：

...
/mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c:Infunction‘main’:
/mnt/hgfs/share/pr_c/src/main.c2:error:‘else’withoutaprevious‘if’
else

這是因為 INT_SWAP(var_a, var_b); 最后的 ; 已經把 if 的作用域終結了，后續的 else 當然沒有找到與之匹配的 if 了。

因此，解決方法有兩種，分別為不使用 ;（port.1）或規定必須使用帶花括號的 if（port.2），例如：

/*port.1*/
if(1)
INT_SWAP(var_a,var_b)
else
{
printf("helloworld!
");
}

/*port.2*/
if(1)
{
INT_SWAP(var_a,var_b);
}
else
{
printf("helloworld!
");
}

可見，不使用 ; 的調用方式無論從程序閱讀還是使用方法方面都是十分別扭的；而規定必須使用帶花括號的 if 的調用方式有違常理的，因為宏函數應該適用于任何語法。

優缺點總結：

優點：簡單粗暴。

缺點：不能在無花括號且有分支的 if 語句中直接調用；能夠不帶 ; 直接調用。

3. do{...}while(0) 方式

INT_SWAP 宏使用 do{...}while(0) 封裝后形態如下：

#defineINT_SWAP(a,b)
do{
inttmp=a;
a=b;
b=tmp;
}while(0)

do{...}while(0) 表示只執行一遍 {} 內的語句，表象來說與 {} 的功能是一致的。不同的是，do{...}while(0) 可以提前退出函數宏、整合為一條語句與強制調用時必須使用 ;。

由于 do{...}while(0) 實際為 while 循環，因此可以使用關鍵字 break 提前結束循環。利用該特性，可以為函數宏添加參數檢測。例如：

#defineINT_SWAP(a,b)
do{
if(a

	

	由于 do{...}while(0); 實際為一種語法，編譯器會把 do{...}while(0); 認為為一條語句。

	因此，do{...}while(0) 方式的函數宏可以在無花括號且有分支的 if 語句中直接調用。例如：

	
#defineINT_SWAP(a,b)
do{
if(a

	

	C 語言規定，do{...}while(0) 語法必須使用 ; 作為語句結尾。因此不可能存在以下語句的程序出現：

	
if(1)
INT_SWAP(var_a,var_b)
else
{
printf("helloworld!
");
}



	

	優缺點總結：

	優點：支持在無花括號且有分支的 if 語句中直接調用；支持提前退出函數宏；強制調用時必須使用 ;。

	缺點：無返回值，不能作為表達式的右值使用。

	4. ({}) 方式

	({}) 為 GNU C 擴展的語法，非 C 語言的原生語法。

	INT_SWAP 宏使用 ({}) 封裝后形態如下：

	
#defineINT_SWAP(a,b)
({
inttmp=a;
a=b;
b=tmp;
})



	

	與 do{...}while(0) 相同，({}) 支持在無花括號且有分支的 if 語句中直接調用。例如：

	
#defineINT_SWAP(a,b)
({
inttmp=a;
a=b;
b=tmp;
})

intmain()
{
intvar_a=1;
intvar_b=2;

if(1)
INT_SWAP(var_a,var_b);
else
printf("helloworld!
");
printf("var_a=%d,var_b=%d
",var_a,var_b);//var_a=2,var_b=1

return0;
}



	

	與 do{...}while(0) 不同的是，({}) 不能提前退出函數宏與支持返回值。({}) 畢竟不是 while 循環，不能直接使用 break退出函數宏是比較容易理解。那支持返回值是什么意思呢？

	答案是 C 語言規定 ({}) 中的最后一條語句的結果為該雙括號體的返回值。例如：

	
intmain()
{
inta=({
10;
1000;
});
printf("a=%d
",a);//a=1000
}



	

	因此，({}) 可以為函數宏提供返回值。例如：

	
#defineINT_SWAP(a,b)
({
intret=0;
if(a

	

	可見，此時的 INT_SWAP 宏已與函數十分接近。

	優缺點總結：

	優點：支持在無花括號且有分支的 if 語句中直接調用；有返回值，支持作為表達式的右值。

	缺點：不支持提前退出函數宏；非 C 的原生語法，編譯器可能不支持。

	5. 總結

	綜上，在 {}、do{...}while(0) 和 ({}) 這三種函數宏的封裝方式之中，應盡可能不使用 {}，考慮兼容性一般選擇使用 do{...}while(0)，當需要函數宏返回時可以考慮使用 ({}) 或直接定義函數。

	審核編輯：湯梓紅