面试题：C语言宏函数与普通函数在参数处理上的差异

Question

请详细阐述C语言中宏函数和普通函数在参数处理方面有哪些不同点，例如参数类型检查、参数求值顺序等，并通过代码示例说明。

Answer 1

参数类型检查

1. 普通函数：
   • 普通函数在编译时会对参数进行类型检查。如果传递给函数的参数类型与函数定义中参数的类型不匹配，编译器会发出警告或错误信息。这有助于发现代码中的类型错误，提高代码的健壮性。
   • 例如：

#include <stdio.h>

// 普通函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int result = add(3, 5); // 正确调用
    // int wrongResult = add(3.5, 5); // 错误调用，会有编译错误，因为参数类型不匹配
    return 0;
}

2. 宏函数：
   • 宏函数在预处理阶段进行替换，不会进行参数类型检查。只要宏函数的参数在语法上能正确替换到宏定义中，就可以通过预处理。这可能导致在运行时出现难以调试的错误，因为类型不匹配的问题不会在编译时被发现。
   • 例如：

#include <stdio.h>

// 宏函数定义
#define ADD(a, b) ((a)+(b))

int main() {
    int result = ADD(3, 5); // 正确使用
    double wrongResult = ADD(3.5, 5); // 虽然这里类型不匹配，但宏替换时不会报错，运行时可能结果不符合预期
    return 0;
}

参数求值顺序

1. 普通函数：
   • 在普通函数中，参数的求值顺序是由编译器决定的，并且在函数调用之前，所有参数都会被求值。不过，标准并没有严格规定参数的求值顺序，不同的编译器可能有不同的实现。但无论如何，在函数调用时，所有参数的值都是确定的。
   • 例如：

#include <stdio.h>

int func(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int x = 2;
    int y = 3;
    int result = func(x++, ++y); // 虽然参数求值顺序不确定，但在函数调用时x和y的值是确定的
    printf("result: %d\n", result);
    return 0;
}

2. 宏函数：
   • 宏函数中参数的求值顺序是在宏展开时确定的。每次宏函数中的参数被使用时，都会重新求值。这可能导致一些意想不到的结果，特别是当参数中包含有副作用的表达式（如自增、自减运算符）时。
   • 例如：

#include <stdio.h>

#define MULT(a, b) ((a)*(b))

int main() {
    int x = 2;
    int y = 3;
    int result = MULT(x++, ++y); 
    // 宏展开后是 ((x++)*(++y))，x和y会多次求值，结果可能与预期不同
    printf("result: %d\n", result);
    return 0;
}

总结

普通函数在参数类型检查上更严格，能在编译时发现类型错误；而宏函数在预处理阶段替换，不进行类型检查。在参数求值顺序上，普通函数在调用前确定参数值，求值顺序由编译器决定但调用时参数值确定，宏函数在宏展开时求值，参数会多次求值，尤其在参数含副作用表达式时易产生意外结果。