min、max等函数或宏定义是我们平时最常使用的，但往往没有更多的去思考它们的效率及其副作用。Linux内核代码有很多很经典的代码，仔细去看看，可以学到很多知识。下面让我们来看看，Linux 是如何实现它们的。
一般情况下,我们会定义这样的min,max宏:
1 2 | #define min(x,y) ((x) > (y) ? (y) : (x))#define max(x,y) ((x) > (y) ? (x) : (y)) |
表面来看,是没有任何问题的,但其实,这样的写法是有副作用的,例如,我们执行:
1 | num = min(a,b++); |
上面这句的本意是取a,b中的较小值,然后再把b+1,可是当编译时,宏展开之后,就成了下面的样子:
1 | num = ((a) > (b++) ? (a) : (b++)); |
明显,b多加了一次.还有个缺陷就是不能进行类型检查,比如比较一个long型和一个int型,不会有提示,但很可能是程序写错.
在Linux源代码中,这样实现了min,max的宏:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 | #define min(x, y) ({ \ typeof(x) _min1 = (x); \ typeof(y) _min2 = (y); \ (void) (&_min1 == &_min2); \ _min1 < _min2 ? _min1 : _min2; }) #define max(x, y) ({ \ typeof(x) _max1 = (x); \ typeof(y) _max2 = (y); \ (void) (&_max1 == &_max2); \ _max1 > _max2 ? _max1 : _max2; }) #define min3(x, y, z) ({ \ typeof(x) _min1 = (x); \ typeof(y) _min2 = (y); \ typeof(z) _min3 = (z); \ (void) (&_min1 == &_min2); \ (void) (&_min1 == &_min3); \ _min1 < _min2 ? (_min1 < _min3 ? _min1 : _min3) : \ (_min2 < _min3 ? _min2 : _min3); }) #define max3(x, y, z) ({ \ typeof(x) _max1 = (x); \ typeof(y) _max2 = (y); \ typeof(z) _max3 = (z); \ (void) (&_max1 == &_max2); \ (void) (&_max1 == &_max3); \ _max1 > _max2 ? (_max1 > _max3 ? _max1 : _max3) : \ (_max2 > _max3 ? _max2 : _max3); }) |
这个看起来很复杂的宏,就完美的解决了我们遇到的问题,先来说说({}),这样的写法与c语言中的逗号表达式类似,其结果是取最后一个表达式的值.(({a;b;c;}) == c);其中typeof()操作符是gcc中取变量类型的操作符,比如下面的例子:
1 2 | int a;typeof(a) b; // b is int; |
此时的变量b就是int型的.这样这个宏就很好理解了,它新建了两个变量保存原来的值,然后比较这两个副本,就可以避免上面的情况.
可是,宏中还有个很奇怪的语句,即(void) (&_min1 == &_min2); 这个语句的后半部分比较了两个变量的地址,当然我们不想知道这两个变量的地址是否相同,它存在的意义在于,当两个比较两个类型不同的变量的地址时,编译器会给出一个警告.提示我们在进行类型不同的比较.那么前面的(void)又是干什么用的呢?因为我们在比较两个地址之后并没有保存比较结果,编译器会认为这是一条无效语句,同样会给出一个警告.我们将它转换为(void)类型,编译器会认为我们对结果使用了,就不会提示这个错误.
在优化后,这个没有使用的结果会被优化掉,所以并不会拖慢程序,但新建的两个变量不会消除,它还是会有一点点的资源开销的,所以我觉得我们还是应该用前面那个简洁明了的方式定义宏,配合规范的'使用方法'来避免错误,要比费这么大力气搞这个宏要好的多.
在没有特别指明时以