min宏定义探究 在GCC的文档中建议使用如下的min宏定义: 引用:#define min(X,Y) \ (__extension__ \ ({ \ typeof(X) __x=(X), __y=(Y); \ (__x<__y)?__x:__y; \ }) \ )
本文讨论了这样作法的意义。 1、传统的min带来的副作用 2、GCC中的({statement list})的扩展 3、typeof(expression) 4、__extension__的含义 5、使用typeof和({})实现min,避免了副作用
附录1、旧版本的的GCC中的的解决方法 附录2、C++中使用template的解决方法
1、传统的min带来的副作用
min通常被定义成这样的宏: #define min(X,Y) ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
这种定义会带来一些副作用,看下面的例子:
int x = 1, y = 2; int main() { printf("min=%d\n", min(x++, y++)); printf("x = %d, y = %d\n", x, y); }
执行完min(x++、y++),我们期望x的值为2,y的值为3。
但是,实际的结果是,执行完mini(x++、y++)后,x的值为3,y的值为3,原因在于宏展开后x++被执行了两次:
引用: int x = 1, y = 2; int main() { printf("min=%d\n", x++ < y++ ? x++ : y++); printf("x = %d, y = %d\n", x, y); }
2、GCC中的({statement list})的扩展 ({statement list})是一个表达式,逗号表达式类似,但是功能更强,({与})中可以包含有多条语句(可以是变量定义、复杂的控制语句),该表达式的值为statement list中最后一条语句的值,举例:
int main() { int result = ({ int i, sum = 0; for (i = 1; i <= 100; i++) sum+= i; sum; })
printf("result=%d\n", result); }
运行结果: result=5050
3、typeof(expression) typeof(expression)用来获取expression的类型,举例:
int main() { int integer; typeof(100) i; /* 表达式100的类型是int,定义了int型变量i */ typeof(integer) j; /* 表达式integer的类型是int,定义了int型变量j */
i = 1; j = 2; }
4、__extension__的含义 GCC引入了很多标准C中的没有的扩展,如({和)},GCC提供了pednatic选项用于检测程序是否使用了GCC的扩展,当使用pedantic选项编译如下程序时
int main() { int result = ({ int i, sum = 0; for (i = 1; i <= 100; i++) sum+= i; sum; })
printf("result=%d\n", result); }
编译器发出警告: $ cc -pedantic test.c test.c: 在函数 ‘main’ 中: test.c:9: 警告:ISO C 不允许在表达式中使用花括号组
编译器提醒程序员,这段C程序使用了不符合ISO C标准的语法,如果使用其他的编译器(非GCC)编译这段代码有能会出错。在所有使用GNU 扩展关键字的表达式之前加__extension__ 关键字后,使用pedantic选项编译时,编译器就不再发出警告信息:
int main() { int result = __extension__({ int i, sum = 0; for (i = 1; i <= 100; i++) sum+= i; sum; })
printf("result=%d\n", result); }
$ cc -pedantic test.c $ 编译成功!
5、使用typeof和({})实现min,避免了副作用
#define min(X,Y) \ ({ \ typeof(X) __x=(X), __y=(Y); \ (__x<__y)?__x:__y; \ })
使用传统的min会出现问题的例子:
int x = 1, y = 2;; int main() { printf("min=%d\n", min(x++, y++)); printf("x = %d, y = %d\n", x, y); }
它被扩展为 引用: int x = 1, y = 2;; int main() { printf("min=%d\n", ({ typeof(x) __x = (x++), __y = (y++); /* 定义了两个整形变量 */ (__x<__y)?__x:__y; }) ); printf("x = %d, y = %d\n", x, y); }
在执行min(x++, y++)期间,x++和y++只执行了一次,因而结果是正确的。
附录1、旧版本的的GCC中的的解决方法 旧版本的GCC提供了两个内置的运算操作符:<?和>?, <?返回两个操作数中较小的一个,>?返回两个操作数中较大的一个,使用这两个操作符定义的min如下:
#define min(x, y) ((x) <? (y)) #define max(x, y) ((x) >? (y)) 但是新版本的GCC文档中宣称:现在这两个运算操作符已经过时了,建议大家不要使用。
附录2、C++中使用template的解决方法 template <class type> type min(type a, type b) { return a < b ? a : b; }
来源: http://
add linux kernel min, max define: include/linux/kernel.h
/* * min()/max() macros that also do * strict type-checking.. See the * "unnecessary" pointer comparison. */ #define min(x,y) ({ \ typeof(x) _x = (x); \ typeof(y) _y = (y); \ (void) (&_x == &_y); \ _x < _y ? _x : _y; })
#define max(x,y) ({ \ typeof(x) _x = (x); \ typeof(y) _y = (y); \ (void) (&_x == &_y); \ _x > _y ? _x : _y; })
Min和Max宏: /* * min()/max() macros that also do * strict type-checking.. See the * "unnecessary" pointer comparison. */ #define min(x,y) ({ typeof(x) _x = (x); typeof(y) _y = (y); (void) (&_x == &_y); _x < _y ? _x : _y; }) #define max(x,y) ({ typeof(x) _x = (x); typeof(y) _y = (y); (void) (&_x == &_y); _x > _y ? _x : _y; }) /* * ..and if you can't take the strict * types, you can specify one yourself. * * Or not use min/max at all, of course. */ #define min_t(type,x,y) ({ type __x = (x); type __y = (y); __x < __y ? __x: __y; }) #define max_t(type,x,y) ({ type __x = (x); type __y = (y); __x > __y ? __x: __y; }) 不是感觉跟我们用的有些不一样啊: (void) (&_x == &_y); (void) (&_x == &_y)这句话本身都执行程序来讲完全是一句废话,它的作用在于,本身我们无法做这样的操作typeof(_x)==typeof(_y),所以故意判断他们2个的地址指针是否相等,显然是不可能相等,但是如果_x和_y的类型不一样,其指针类型也会不一样,2个不一样的指针类型进行比较操作,会抛出一个编译警告。也就是说char *p; int *q; 然后p==q;,这个判断因为一个是char*一个是int*,会在编译时产生一个warning。巧妙就巧妙在这里。 由于内核是很多开发着一起开发的,其中还有一些其他的实现,就跟我们平常用的一样: #define min(a,b) (((a) < (b)) ? (a) : (b)) 试想: min(++a,++b) ==> ((++a)<(++b))?(++a):(++b) 是不是就有问题了,传入的参数被加了两次。
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