#define SQR（x）x * x。意外的答案

Question

爲什麼這個宏給出輸出144，而不是121？

#include<iostream> 
#define SQR(x) x*x 

int main() 
{ 
    int p=10; 
    std::cout<<SQR(++p); 
} 

Answer 1

與此宏平方的方法有兩個問題：

首先，對於參數++p，增量操作進行兩次。這當然不是有意的。 （作爲一般的經驗法則，不要在「一行」中做幾件事情，將它們分成更多的陳述）。它甚至不會停止增加兩次：這些增量的順序沒有定義，所以沒有保證這個操作的結果！

其次，即使您沒有++p作爲參數，您的宏中仍然存在一個錯誤！考慮輸入1 + 1。預期的輸出是4。 1+1沒有副作用，所以應該沒問題吧？不，因爲SQR(1 + 1)轉換爲1 + 1 * 1 + 1，其計算結果爲3。

爲了至少部分地解決這個宏，使用括號：

#define SQR(x) (x) * (x) 

總之，你應該簡單地通過一個函數替換它（添加類型安全！）

int sqr(int x) 
{ 
    return x * x; 
} 

你能想到的使其成爲模板

template <typename Type> 
Type sqr(Type x) 
{ 
    return x * x; // will only work on types for which there is the * operator. 
} 

和可能添加一個constexpr（C++ 11），這是有用的如果您曾經計劃在模板中使用正方形：

constexpr int sqr(int x) 
{ 
    return x * x; 
} 

Answer 2

因爲您使用的是未定義的行爲。當宏展開時，你的代碼變成這樣：

std::cout<<++p*++p; 

使用在同一個語句相同的變量多次在遞增/遞減運算是不確定的行爲。

Answer 3

如果您閱讀了關於預處理器的任何信息，您已經知道這是預處理器宏的一個缺陷。問題在於++p這個表達式使用了兩次，因爲預處理器幾乎是逐字地將宏「調用」替換爲主體。

所以宏展開後編譯器看到的是什麼

std::cout<<++p*++p; 

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根據宏，你也可以用運算符優先級的問題，如果你不小心把括號需要的地方。

就拿宏如

// Macro to shift `a` by `b` bits 
#define SHIFT(a, b) a << b 

... 

std::cout << SHIFT(1, 4); 

這會導致代碼

std::cout << 1 << 4; 

可能不被什麼被通緝或預期。

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如果你想避免這種情況，然後使用內聯函數來代替：

inline int sqr(const int x) 
{ 
    return x * x; 
} 

這有兩件事情去爲它：首先是表達++p將只進行評估一次。另一件事是，現在你不能通過int值以外的任何東西到函數。使用預處理器宏，您可以像調用SQR("A")那樣「調用」它，並且預處理器不會在意，而是從編譯器中獲取（有時）編譯錯誤。

此外，編號爲inline的編譯器可能會完全跳過實際函數調用，並將（正確）x*x直接放在調用位置，從而使其與宏擴展一樣「優化」。

Answer 4

因爲SQR（++ p）擴展爲++ p ++ ++ p，它在C/C++中有未定義的行爲。在這種情況下，它在評估乘法之前將p遞增兩次。但你不能依賴這一點。它可能是121（甚至42）與不同的C/C++編譯器。